Изотопы легких ядер в диапазоне энергий 5-50 МэВ/нукл. во внутреннем радиационном поясе Земли

• Автор: Леонов, Алексей Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 129 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ

РАБОТЫ

1. Актуальность темы

2. Цель работы

3. Научная новизна

4. Результаты, выносимые на защиту

5. Практическая ценность работы

6. Апробация работы

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРЕТИЧЕСКИХ 9 ИССЛЕДОВАНИЙ ПОТОКОВ ЛЕГКИХ ЯДЕР В РАДИАЦИОННОМ ПОЯСЕ ЗЕМЛИ
1.1 Результаты экспериментальных измерений потоков легких ядер 2Н, 3Н, 3Г1е и 4Не в радиационном поясе Земли

1.2 Механизмы генерации захваченных легких ядер во

внутреннем радиационном поясе
Заключение к главе
ГЛАВА 2. ТЕЛЕСКОПЫ - СПЕКТРОМЕТРЫ НИНА И НИНА-2
2.1 Описание полупроводникового телескопа-спектрометра
2.2 Входная и считывающая электроника
2.3 Триггерная логика
2.4 Система обработки и сбора информации
2.5 Структура информации, принимаемой с приборов НИНА и
НИНА
Заключение к главе
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ИДЕНТИФИКАЦИИ
ЗАРЕГИСТРИРОВАННЫХ ЧАСТИЦ
3.1 Метод остаточного пробега
3.2 Метод аппроксимации кривой Бете-Блоха
3.3 Восстановление начальной энергии частиц
Заключение к главе

ГЛАВА 4. КАЛИБРОВКА ПРИБОРОВ НИНА, НИНА-2 И
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
4.1 Алгоритм идентификации событий
4.1.1 Предварительный отбор треков
4.1.2 Фитирование треков
4.1.3 Определение заряда, массы и энергии
зарегистрированных ядер
4.2 Калибровка телескопов-спектрометров НИНА и НИНА-2
4.2.1 Энергетическая градуировка
4.2.2 Определение энергетического разрешения
4.2.3 Массовое изотопное разрешение приборов НИНА и НИНА
4.3 Вычисление светосилы и функции отклика прибора
Заключение к главе
ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ 68 ИССЛЕДОВАНИЙ ПОТОКОВ ЛЕГКИХ ЯДЕР ВО ВНУТРЕННЕМ РАДИАЦИОННОМ ПОЯСЕ ЗЕМЛИ, ВЫПОЛНЕННЫХ НА БОРТУ КА РЕСУРС-01 №4 И МИТА
5.1 Условия проведения измерений на орбите
5.1.1 Определение радиационных условий
5.1.2 Формирование банка экспериментальных данных и расчет времени экспозиции
5.1.3 Надежность полученных экспериментальных данных
5.2 Результаты экспериментального изучения захваченных геомагнитным полем Земли потоков легких ядер
5.2.1 Питч-угловое и массовое распределения
зарегистрированных во внутреннем радиационном поясе легких ядер, оценка фона
5.2.2 Энергетические спектры захваченных ядер изотопов водорода 2Н, 3Н и гелия 3Не, 4Не
5.2.3 Относительная распространенность изотопов легких
ядер во внутреннем радиационном поясе
Заключение к главе

ГЛАВА 6. РАСЧЕТНАЯ МОДЕЛЬ ПОТОКОВ ЛЕГКИХ ЯДЕР ВО 89 ВНУТРЕННЕМ РАДИАЦИОННОМ ПОЯСЕ ЗЕМЛИ
6.1 Описание методики расчета
6.1.1 Определение величины направленных потоков протонов в радиационном поясе
6.1.2 Решение уравнения движения заряженной частицы в геомагнитном поле
6.1.3 Модели магнитного поля и атмосферы Земли
6.1.3.1 Модель магнитного поля Земли
6.1.3.1 Модель атмосферы Земли
6.1.4 Сечения ядерных взаимодействий протонов с кислородной и гелиевой мишенями
6.1.5 Ионизационные потери захваченных легких ядер в атмосфере
6.2 Сравнение результатов проведенного численного расчета с экспериментальными данными и с результатами вычислений,
сделанных в других работах
Заключение к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

<К°”>=0.07243±0.00002
а=0
1500

51000
5000.060 0.065 0.070 0.075 0.080 0
к°т МэВ/канал

Рис. 4.4. Распределения К0""' и Е1"т для ядер углерода, зарегистрированных при калибровке телескопа-спектрометра НИНА в пучке с энергией 65 МэВ/нукл.
4.2.2. Определение энергетического разрешения.
Исследование энергетического разрешения спектрометра является другой важной задачей, которую можно решить только при помощи калибровки спектрометра в пучке частиц. Однако, низкое качество пучка при калибровке спектрометра НИНА не позволяет определить реальное разрешение. В данном случае можно получить лишь его верхнюю оценку. На рис. 4.5 приведены распределения полного энерговыделения в спектрометре для отобранных моноэнергетических ядер углерода с энергиями 690 и 883 МэВ. Отличие полного энерговыделения в спектрометре в зарегистрированных прибором событиях от начальной энергии ядер в пучке связано с наличием в приборе "мертвых" зон.
Как видно из рис. 4.5, верхний предел энергетического разрешения телескопа-спектрометра НИНА составляет ~1-ь2 %. Для сравнения, энергетическое разрешение, полученное для ядер углерода с теми же энергиями при помощи моделирования методом Монте-Карло составляет ~0.1 % (см. рис. 4.6). Такие же оценки были получены и для телескопа-спектрометра НИНА-2 (рис. 4.7).
Таким образом, полученное энергетическое разрешение, как и собственное энергетическое разрешение приборов НИНА и НИНА-2, составляет величину не хуже 1ч-2%.