В России сделан важный шаг в развитии ядерной физики и приборостроения, который укрепляет технологический суверенитет страны. Учёные из Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» и НИЦ «Курчатовский институт» провели успешные испытания нового пластикового детектора радиоактивного излучения собственного производства. Результаты работы показали, что отечественная разработка ни в чём не уступает, а по некоторым параметрам даже превосходит лучшие зарубежные аналоги.
Этот прибор, называемый сцинтиллятором, является «глазами» и «ушами» современных физиков. Он способен «видеть» невидимое – регистрировать и измерять уровень радиоактивного излучения. Такие детекторы незаменимы не только в фундаментальных научных экспериментах, например, при изучении нейтрино или в экспериментах на ускорителях, но и в прикладных сферах: в медицине для диагностики, в промышленности для контроля материалов и в системах безопасности для обнаружения опасных веществ.
Новый российский детектор представляет собой длинный прозрачный брусок из специального пластика, который при попадании в него радиоактивной частицы или гамма-луча вспыхивает крошечной вспышкой света. Эта вспышка, которую может уловить только сверхчувствительная электроника, позволяет с высочайшей точностью определить энергию излучения.
Ключевым достижением исследователей стало то, что они смогли добиться от своего образца выдающейся чёткости «зрения». Так называемое энергетическое разрешение детектора составило 13,3% для стандартной энергии в 1 МэВ. На практике это означает, что прибор может различать частицы с очень близкими энергиями, что крайне важно для точных измерений.
Ещё одним важным преимуществом российского сцинтиллятора стала его превосходная «светосила». Свет, рождающийся в любой точке почти метрового детектора, эффективно и с минимальными потерями доходит до считывающих датчиков на его концах. Это свойство, известное как однородность светособирания, подтвердилось в ходе экспериментов, когда источник излучения перемещали вдоль всего детектора. Благодаря этому крупные детекторы, собранные из таких модулей, будут работать стабильно и предсказуемо.
Проведённые испытания наглядно демонстрируют, что Россия обладает всеми необходимыми технологиями для создания современных, высокоэффективных и, что немаловажно, конкурентоспособных по стоимости детекторов для ядерной физики. Эта разработка открывает дорогу для создания масштабных научных установок нового поколения, которые будут использоваться как в нашей стране, так и, возможно, в международных коллаборациях. Успех учёных из МИФИ и Курчатовского института укрепляет позиции России на мировой арене высоких технологий и закладывает фундамент для будущих научных достижений.
Исследование опубликовано в журнале «Ядерная физика и инжиниринг»
Создано при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Десятилетия науки и технологий (ДНТ), объявленного Указом Президента Российской Федерации от 25 апреля 2022 г. № 231.
