Измерение спектра реакторных антинейтрино при помощи светосильного спектрометра РОНС

• Автор: Синев, Валерий Витальевич
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 101 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕКТРОВ АНТИНЕЙТРИНО ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА

§ 1. Расчетный метод

§ 2. Метод конверсии экспериментального бета спектра

§ 3. Прямое измерение

ЗЛ. Эксперимент в Гёсгене

3.2. Эксперимент в Буже

3.3. Установка НД-

ГЛАВА 2. ДЕТЕКТОР РЕАКТОРНЫХ АНТИНЕЙТРИНО

§ 1. Методика измерения спектра реакторных антинейтрино

§ 2. Спектрометр РОНС
2.1. Конструкция
2.2. Сцинтиллятор (светосбор, разрешение)
2.3. Эффективность регистрации
ГЛАВА 3. ИЗМЕРЕНИЕ СПЕКТРА ПОЗИТРОНОВ
§ 1. Нейтринная лаборатория на РАЭС
§ 2. Организация измерений
§ 3. Калибровка энергетической шкалы
§ 4. Контроль стабильности во время измерений
ГЛАВА 4. МЕТОДИКА ВОССТАНОВЛЕНИЯ СПЕКТРА АНТИНЕЙТРИНО § 1. Экспериментальный спектр позитронов и сечение
реакции ( Уе р)
§ 2. Функция отклика
§ 3. Восстановление спектра Уе из спектра позитронов
ГЛАВА 5. СПЕКТР АНТИНЕЙТРИНО И ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ
§ 1. Спектр Уе и сравнение его с другими спектрами
§ 2. Сечения реакций (^фи(^е)в спектре У?

§ 3. Диагностика реактора по спектру Уе
3.1. Выгорание ядерного топлива и связанное с ним изменение скорости счета детектора за кампанию
ядерного реактора
3.2. Измерение мощности и энерговыработки реактора
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Проблема спектра реакторных антинейтрино ( Уе) возникла с самого начала нейтринных экспериментов и сопровождает их уже более четырех десятков лет. Ей посвящены многие десятки работ. Большие усилия, затрачиваемые в этой области, объясняются постоянным развитием и перспективами нейтринных экспериментов на реакторах.
Реактор - наиболее интенсивный источник нейтринного излучения на Земле. Оно является даровым, побочным продуктом его работы. Уносимая
Уе мощность на крупных реакторах составляет более 120 МВт, а поток
частиц вблизи аппарата превышает 10 Уе /(см -с). Ядерный реактор обслуживается высококвалифицированным персоналом, его характеристики известны с хорошей точностью, надёжность их определения постоянно растет. Развитая сеть реакторов позволяет планировать постановку экспериментов. Проводимые сегодня на реакторах исследования заключаются в изучении
процессов слабого взаимодействия электронных антинейтрино Уе с протонами, нейтронами и электронами, в измерении констант и структуры слабых нейтральных и заряженных токов и в проверке Стандартной модели электро-слабого взаимодействия.
С самого начала нейтринных опытов на реакторах и по настоящее время измерения сосредоточены на реакциях между и простейшими мишенями -протоном, дейтроном и электроном:
п +р - —> п + е+
к + е~- —> е~ + V
к + СІ —> п + р + К’
к + (І —> п + п + е+.

Калибровка энергетической шкалы НД-1 проводилась [52] при помощи бета-спектра 144Се-144Рг с граничной энергией 2996 кэВ. Детектор был разбит на 189 одинаковых ячеек (3 уровня по высоте, 63 ячейки в каждом) с размерами 79x95x143 мм3. В центр каждой ячейки помещался бета-источник. После измерения бета-спектра строился график Кюри для каждой точки и определялся граничный канал. Граничные каналы усреднялись по объему детектора с учетом нейтронной эффективности регистрации в каждой ячейке. В результате было получено значение 45.0 ± 0.7 кэВ/канал. Калибровка проводилась два раза в год: в начале и конце каждого цикла измерений.
Измерения в течение трех лет велись однотипно и включали три этапа длительных измерений:
• Измерения на протяжении 3-4 месяцев при работающем реакторе (Reactor ON). Измеряется спектр позитронов вместе с фоном, который был назван коррелированным, так как он имитирует события реакции (1).
• Измерения коррелированного фона во время остановки реактора ~1 месяц (Reactor OFF). Обычно эта остановка связана с плановыми работами на реакторе и ежегодной перегрузкой топлива.
• Снова измерения на протяжении 3-4 месяцев при работающем реакторе (Reactor ON).
Так как измерения длительные, то были предусмотрены регулярные проверки работоспособности установки по многим параметрам. Контролировалось энергетическое разрешение сцинтиллятора, дифференциальная и интегральная нелинейности энергетической шкалы при помощи ге-