Изучение взаимодействия электронного антинейтрино с протоном и дейтроном

• Автор: Скорохватов, Михаил Дмитриевич
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 67 с. : ил.; 21х14 см

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Цель работы. Настоящая работа посвящена экспериментальному изучению взаимодействия электронного антинейтрино, и,, с нуклонами в области энергий Е,<10МэВ Источником антинейтрино служили ядерные реакторы атомных элекТросташдай в Ровно (Украина) и в Бюже (Франция). Основная цель исследований состояла в систематическом изучении фундаментальных процессов захвата и рассеяния (Г простейшими ядерными мишенями - протонами и дейтронами

Эти реакции, протекающие в пределе малых переданных импульсов, привлекательны надежным теоретическим описанием и, следовательно, однозначной интерпретацией результатов измерений. Анализ экспериментальных данных был направлен, главным образом, на изучение свойств и,, определение констант связи нуклонов и нейтральных лептоков первого поколения, проверку предсказаний теории и поиск эффектов, выходящих за рамки современных представлений.
Актуальность проблемы. Изучаемые процессы относятся к широкому классу превращений, обусловленных слабым взаимодействием, интерес к которым в последние десятилетия значительно возрос. В основном эго связано с поиском путей построения единой теории
элементарных частиц и взаимодействий между ннмн. Впечатляющий успех был достигнут в конце 60-х годов в результате разработки электрослабой теории, получившей убедительные подтверждения (открытие слабых нейтральных токов и промежуточных векторных бозонов). Предсказания стандартной модели электрослабых —взаимодействий - наиболее популярного вар паша теории, находятся в хорошем согласии с имеющимися экспериментальными В то же время очевидны недостатки модели. Определенные на ее расширение возлагаются на нейтрино, которые обладают
выделенными и до настоящего времени малоизученными свойствами.
Интерес к исследование реакторных антинейтрино в нашей стране возник несколько десятилетий назад. Однако экспериментальные исследования в этой области стали возможны лишь после создания в начале 80-х годов лабораторий вблизи ядерных реакторов. Формирование нового направления экспериментальных исследований было тем более актуально, что количественная информация о взаимодействии реакторных антинейтрино носила противоречивый характер, результаты измерений неоднократно пересматривались, поступали сообщения об обнаружении нейтринных осцилляций, массы нейтрино и др.
Вопрос о массе нейтрино остается одним из наиболее острых в современной нейтринной физике. В настоящее время существуют экспериментальные факты и веские доводы в пользу массивности нейтрино, хотя однозначного вывода сделать нельзя. К таким фактам относится, например, более низкий поток солнечных нейтрино по отношению к ожидаемому, аномальное соотношение электронных н мюонкых нейтрино от распадов пионов и мюонов в атмосфере Земли.
Свойства нейтрино и слабых процессов имеют важные последствия для астрофизики и космологин и интенсивно используются для описания термоядерных реакций в Солнце, механизмов эволюции звезд и тд Реакция (I) позволяет выделить эктрокные антинейтрино при регистрации нейтринного излучения, сопровождающего гравитационный коллапс. Интерес к этому вопросу возрос после вспышки сверхновой, зафиксированной в феврале 1987 г. Процесс р+р-мР+у* родственный реакции (2), задает скорость энерговыделення в Солнце, так что переоценка константа связи в реакции при фиксированной светимости Солнца приводит к изменению ожидаемого потока нейтрино. Реакцию у,+х1-ьр+р+ет и процесс (3) предполагается использовать для регистрации солнечных нейтрино
Нейтрино и слабые процессы могут применяться и в технике. В настоящей работе рассмотрены некоторые аспекты одного из таких

Точное фиксирование объема Уэфф было проведено в относительных измерешзях с помощью точечных нейтронных источников Ри-Ы ((Е„}=200КэВ) и БЬ-Ве (Е,,=24КэВ) с энергиями, лежащими диапазоне энергий нейтронов реакции (1.1). Измерялась зависимость скорости счета центральных 14x14 счетчиков от координат расположения источника внутри мишени, М(х,у,г). Было показано [42], что внутри мишени счет N0 в пределах статистической точности измерении (0.2%) не зависел от координаты источника и падал к краям мишени. Эффективные размеры границ области компенсации по отношению к матрице 14x14 счетчиков,
найденные в результате интегрирования Ь=(Ы0)'’ | сЬс х>1(х), практически
совпадали с геометрическими. Например, вдоль оси счетчиков: Ьг-91.5±0.2см, в горизонтальном направлении: ЬХ=ЬУ= 98.5+0.2см, при геометрических размерах 92.0 см и 98.0 см соответственно.
Эффективность е(да) определялась, как и в предыдущем
эксперименте, с помощью 252СГ и полупроводникового детектора осколков деления. В измерениях источник помещался в центр детектора, где утечка нейтронов калифорния была пренебрежимо мала. Суммарная поправка, учитьшающая утечку', отличия в спектре нейтронов и ряд методических вопросов проведения измерений, была равна (0.020Ю.008). Эффективность измерялась каждый раз перед проведением нейтринных экспериментов. Результаты измерений:
год 1988 1990 1993
е(оо) 0.544+0.003 0.545+0.003 0.549+0
согласовывались друг с другом. Коэффициент отбора у незначительно менялся в разных экспериментах (0.74-0.75), что было связано, в основном, с использованием разных электронных комплексов на Ровенской АЭС и в Бюже. Результирующие значения эффективности с учетом отбора импульсов и число ядер водорода даны в таблице 3.1.
Измеренное время жизни нейтронов в детекторе составляло т=96.6+0.6 мкс. В соответствии с этим значением при отборе нейтринных