Поиск двойного бета-распада 136Хе с помощью медных пропорциональных счетчиков высокого давления

• Автор: Гангапшев, Альберт Мусаевич
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 118 с. : ил.

1. Современное состояние физики нейтрино

1.1. Краткое изложение истории физики

нейтрино

1.2. Солнечные, атмосферные, реакторные и

ускорительные нейтрино

1.3. Бета-распад трития

1.4. Регистрация взрыва сверхновой звезды

5Ш987А

1.5. Космологические нейтрино

1.6. Двойной бета-распад

2. Двойной бета распад :

2.1. История вопроса
2.2. Теоретический аспект
2.3. Обзор экспериментальных работ по
поиску двойного бета-распада
2.3.1. Фоновые характеристики сцинтилляционного спектрометра
на жидком ксеноне
2.3.2. Поиск двойного бета-распада 13бХе
методикой ионизационной камеры высокого давления (ИЯИ РАН БНО)
2.3.3. Поиск двухнейтринного и безнейтринного двойного бета-распада ьбХе в подземной лаборатории
Гран Сассо
2.3.4. Поиск безнейтринного двойного
бета-распада 13бХе с помощью время-проекционной камеры (Готтхард)
2.3.5. Поиск двойного бета-распада 13бХе с помощью бесстеночных пропорциональных счетчиков
высокого давления (ИЯИ РАН БНО)
2.3.6. Эксперимент ОАМА/ЬХе
2.3.7. Поиск двойного бета-распада |3бХе с
помощью время-проекционной камеры в ИТЭФ
3. Медные пропорциональные счетчики высокого давления (МПС) для поиска двойного бета-распада |3бХе
3.1. Принцип действия пропорциональных
счетчиков
3.2. Конструкция МПС
3.3. ьбХе - как рабочая среда МПС
3.4. Спектрометрические характеристики

3.5. Эффективность регистрации электронов
от двойного бета-распада в счетчике
4. Эксперимент по поиску двойного бета-распада
,36Хе
4.1. Экспериментальная установка
4.2. Система очистки и хранения ксенона
4.3. Источники фона МПС

4.4. Измерения с "Ил
4.5. Результаты эксперимента по поиску
двойного бета-распада
Заключение
Литература
Первая работа, в которой предсказывалось существование двойного бета - распада (2Драспад), была опубликована еще в 1935г. [1]. Эксперименты по поиску 2Драспада начались в 1948г. [2]. Прошло около сорока лет, прежде чем впервые 2Драспад был зарегистрирован косвенно геохимическими методами [3], в лабораторном эксперименте этот процесс впервые был обнаружен для ядра Se-82 в 1987г. На сегодняшний'день для десяти ядер измерены периоды полураспада относительно двухнейтринной моды двойного бета-распада (2 Д2 и)-распад), но нет экспериментального подтверждения существования безнейтринной моды (2Д0и)) распада [4]. Безнейтринная мода 2Драспада - процесс, наличие или отсутствие которого зависит от природы нейтрино. Если нейтрино дираковская частица - 2Д0 и)-распад невозможен, если майорановская - 2Д0м)-распад становится возможным процессом. На данный момент в мире проводится или планируется большое число экспериментов по исследованию свойств нейтрино. Наиболее интересными представляются планируемые эксперименты по поиску 2Д0')-распада, в которых предполагается использовать от сотен килограмм до десяти тонн рабочего вещества (Gerda - 76Ge, Majorana - 76Ge, XMASS - ,36Xe и т.д. [5]).
Темой настоящей диссертации является исследование двойного бета-распада 136Хе с помощью медных пропорциональных счетчиков высокого давления. Результатом работы является установление нижних пределов на период полураспада 136Хе относительно 2Д2 v) и 2Д0 и) мод распада.

экспериментальные данные и удобна для интерполяций и экстраполяций. Зависимость (3.1) можно использовать для оценки величины М проектируемого пропорционального счетчика, отличающегося от имеющегося счетчика параметрами Ц г и Р.
Форма импульса в пропорциональном счетчике
Ток, протекающий через счетчик, можно измерять по потенциалу на внешнем резисторе. Однако изменения последнего будут происходить с запозданием, время которого определяется постоянной ЛС , где С суммарная емкость счетчика и измерительного прибора, К - сопротивление нагрузки.
Уравнение Кирхгофа связывает изменение потенциала К(г) на счетчике с мгновенным значением тока ;'(/) следующим образом [112]:
У(0 + ЛС— = Кч’(0
с
Решив уравнение методом вариации постоянных получим:
(3.2)
У (О - У(!0) = — ехр[ - — 11/(/') • ехр

■сИ'
(3.3)
В дальнейшем при определении формы импульса и его амплитуды вклад электронов можно не учитывать из-за его малости (так как основная доля электронов образуется вблизи анода, и как следствие, малая разность потенциалов, проходимая электронами). Мгновенное значение тока в пропорциональном счетчике, обусловленное движением положительных нонов выражается уравнением [112]: