научный журнал по физике Приборы и техника эксперимента ISSN: 0032-8162

АЛЕКСАНДРОВ В.В., АРТЁМОВ А.П., ГРАБОВСКИЙ Е.В., ЖИГАЛИН А.С., ЛАВРИНОВИЧ И.В., МИТРОФАНОВ К.Н., ОРЕШКИН В.И., РАТАХИН Н.А., РУССКИХ А.Г., СМИРНОВ В.П., ФЕДЮНИН А.В., ЧАЙКОВСКИЙ С.А., ЭРФОРТ А.А. — 2014 г.

На сильноточном генераторе тераваттного уровня мощности продемонстрирована работоспособность методики рентгеновского теневого зондирования с помощью отдельного компактного импульсного генератора тока с нагрузкой в виде Х-пинча. Апробация методики проводилась на генераторе “Ангара-5-1” с пиковой мощностью до 6 ТВт в экспериментах по электродинамическому сжатию многопроволочных сборок. Преимуществом данной методики по сравнению с проводившимися ранее экспериментами на генераторах тераваттного уровня мощности является наличие отдельного генератора для питания Х-пинча, что позволяет произвольным образом варьировать момент зондирования исследуемого объекта. Импульсный генератор тока, питающий Х-пинч, соединен с узлом нагрузки посредством гибкой низкоиндуктивной передающей линии. Гибкость передающей линии является еще одним достоинством данной методики, так как позволяет существенно повысить точность юстировки рентгенографической схемы и расположить Х-пинч вблизи плазменной нагрузки. По сравнению с лазерным способом создания источника зондирующего излучения предложенный подход отличают меньшие габариты и стоимость установки, отсутствие дорогостоящих оптических элементов, более высокая эффективность генерации излучения. Благодаря компактности синхронизуемого генератора Х-пинча возможна его транспортировка для использования в исследовательских целях в других научных организациях.

АКСЕНОВ С.Н., АЛЕКСЕЕВ А.А., АФОНИН А.А., КОНОНЫХИН А.C., ЛИТВИН В.С., МАРИН В.Н., ПОТАШЕВ А.С., ПОТАШЕВ С.И., САДЫКОВ Р.А., ТРУНОВ Д.Н. — 2014 г.

Описана простая система детектирования нейтронов и накопления данных, включающая в себя секторные блоки 3He-счетчиков, усилители-формирователи, 8-канальные многостоповые времяцифровые преобразователи, генератор длительности ворот, контроллеры ветви и крейта, сопряженные с компьютером. Система предназначена для спектрографических установок на импульсном источнике нейтронов ИЯИ РАН. Импульс на выходе усилителя-формирователя привязан к быстрой электронной компоненте лавины в детекторе. Времяцифровой преобразователь за время разрешения записи от 1 до 63 мс формирует в своей памяти спектр времени пролета нейтронов. Его временной диапазон имеет 4096 градаций с квантом времени от 0.125 до 128 мкс. Драйвер ядра Linux обеспечивает высокое быстродействие системы. Программа сбора данных на основе библиотеки Qt4 распознает модули в крейте КАМАК и отображает спектры с их предварительной обработкой.

ГОЛОВКИН В.Ф., ГОЛОВНЯ С.Н., ГОРОХОВ С.А., УСТИНОВ Е.А. — 2014 г.

Представлены результаты модернизации системы управления перемещением гамма-детектора установки СВД (спектрометр с вершинным детектором). Обоснован выбор элементной базы для создания интерфейса управления, датчиков измерения координат, исполнительных устройств и системы аварийной блокировки. Описаны схемотехнические решения, позволившие повысить надежность работы гамма-детектора и точность его позиционирования. В системе использованы серийные промышленные контроллеры асинхронных электродвигателей с частотным управлением. Описано разработанное программное обеспечение для управления перемещением гамма-детектора. Система полностью смонтирована, испытана и готова к работе в составе установки СВД.

BANNASCH R., HONS Z., KOШЕЧКИН A.П., KУЛЕПОВ В.Ф., MИЛЕНИН M.Б., MИРГАЗОВ Р.Р., OСИПОВА E.A., TAРАЩАНСКИЙ Б.A., АВРОРИН А.В., АВРОРИН А.Д., АЙНУТДИНОВ В.М., БЕЛОЛАПТИКОВ И.A., БОГОРОДСКИЙ Д.Ю., БРУДАНИН В.Б., БУДНЕВ Н.M., ГАПОНЕНКО O.Н., ГАФАРОВ А.Р., ГОЛУБКОВ К.В., ГРЕСС Т.И., ДАНИЛЬЧЕНКО И.A., ДЖИЛКИБАЕВ Ж.-А. М., ДОМОГАЦКИЙ Г.В., ДОРОШЕНКО А.А., ДЬЯЧОК А.Н., ЖУКОВ В.А., ЗАГОРОДНИКОВ А.В., ЗУРБАНОВ В.Л., КЕБКАЛ К.Г., КЕБКАЛ О.Г., КОЖИН В.А., КОНИЩЕВ К.В., КОНСТАНТИНОВ Е.Н., КОРОБЧЕНКО А.В., КОШЕЛЬ Ф.К., КУЛЕШОВ Д.А., ЛОЛЕНКО А.И., ЛЯШУК В.И., ПАНФИЛОВ A.И., ПАНЬКОВ Л.В., ПЕРЕВАЛОВ А.А., ПЛИСКОВСКИЙ E.Н., ПОЛЕЩУК В.А., РОЗАНОВ M.И., РУБЦОВ В.Ю., РЯБОВ Е.В., СКУРИХИН А.В., СМАГИНА А.А., СУВОРОВА О.В., ФИАЛКОВСКИЙ С.В., ШАЙБОНОВ Б.А., ШЕЙФЛЕР А.А., ЯКОВЛЕВ С.А. — 2014 г.

В апреле 2013 года в оз. Байкал была установлена и включена в режиме постоянной экспозиции первая очередь экспериментального кластера глубоководного нейтринного телескопа НТ1000, состоящая из трех гирлянд, оснащенных 24 оптическими модулями каждая. В статье описана система регистрации и сбора данных созданной установки.

БЕЗРУКИН А.Г., ГУБИН Н.А., ЗАСЕНКО В.Е., ПОЛЕТАЕВ А.C., ТОКМАЧЕВ Д.А., ЧЕНСКИЙ А.Г. — 2014 г.

Описано решение задачи синхронизации разнесенных автономных систем сбора данных и получения сигналов стабильной опорной частоты для проведения измерений фазы сверхдлинноволновых (с.д.в.) радиосигналов. Обоснована целесообразность использования GPS-приемника и перестраиваемого кварцевого генератора в системе синхронизации с.д.в.-интерферометра. Представлены результаты измерений фазовой стабильности опорного сигнала, полученного с разработанного устройства. Кратковременная нестабильность частоты импульсного сигнала 200 кГц на выходе разработанного устройства составляет не более 1.5 · 10-7, что позволяет измерять фазу с.д.в.-сигналов с точностью не хуже ±0.81°.

КОВАЛЕНКО Ю.В., ЯКОВЛЕВ Д.В. — 2014 г.

Описана система управления комплексом электронного циклотронного резонансного (э.ц.р.) нагрева на установке ГДЛ (газодинамическая ловушка). Комплекс э.ц.р.-нагрева базируется на двух гиротронах с частотой излучения 54.5 ГГц суммарной мощностью 0.9 МВт и предназначен для дополнительного нагрева электронной компоненты плазмы. Приведена общая структура комплекса, рассмотрены требования к управляющим сигналам и каналам измерения параметров. Алгоритм системы управления и интерфейс оператора реализованы при помощи LabView 2010 для Linux. Необходимый набор каналов измерения и управления сформирован с использованием программируемых контроллеров. Созданная система в настоящее время используется в экспериментах по микроволновому нагреву плазмы на установке ГДЛ.

ЛАПШИНОВ Б.А., МАГУНОВ А.Н., ПЫЛЬНЕВ М.А. — 2014 г.

Спектрометр с линейкой фотоприемников, состоящей из 512 пикселей на основе InGaAs, чувствительной к инфракрасному излучению в интервале длин волн 0.9–2.5 мкм, позволяет регистрировать спектры теплового излучения объектов с неизвестной излучательной способностью и вычислять их температуры вблизи 400 К при времени накопления 100–500 мс и вблизи 500–600 К при времени накопления 10 мс.

ПЕТРОВ В.С., РЫЖИКОВ С.В., СЕМЕНОВ П.А., ЯКИМЧУК В.И. — 2014 г.

Для новой регистрирующей электроники стандарта “ЕвроМИСС” эксперимента СПАСЧАРМ (ИФВЭ) был разработан контроллер каркаса, управляемый встраиваемой ARM-системой. Первая версия имеет 250 Мбайт буферной памяти и способна передавать данные в сеть со скоростью до 70 Мбит/с. Встраивание компьютера в каждый каркас с электроникой позволило создать распределенные системы сбора данных и медленного контроля установки. В статье изложены принципы взаимодействия контроллера каркаса, регистрирующей электроники и сетевой системы сбора данных.

ГУСЕВ А.И., ПЕДОС М.С., ПОНОМАРЕВ А.В., ПУДИКОВ А.С. — 2014 г.

Разработан твердотельный генератор импульсов высокочастотных затухающих колебаний на основе контура ударного возбуждения. Частота высокочастотных колебаний достигает единиц мегагерц при частоте следования импульсов в постоянном режиме до 1 кГц. Частота выходных импульсов определяет потребляемую из сети мощность, которая не превышает 700 Вт, при этом мощность выходных импульсов достигает в пике сотен киловатт при эффективности генератора до 65% в случае использования оптимальной резистивной нагрузки. Основная область применения генератора – генерация низкотемпературной плазмы при атмосферном давлении.

КАЗАКОВА М.В., КАРАЧИНОВ В.А., КАРАЧИНОВ Д.В. — 2014 г.

Разработана термостойкая телевизионная эндоскопическая система на основе зеркала, изготовленного из широкозонного полупроводника – карбида кремния. Система обеспечивает визуализацию исследуемых объектов в интервале температур 20–1000°С. Применение вейвлет-функций для обработки слабоконтрастных изображений объектов позволило повысить их качество и детализацию.

КУЗНЕЦОВ А.В., СМИРНОВ Н.И., ТОРИЦИН С.Б. — 2014 г.

DOI: 10.7868/S0032816214050103 Список литературы

АКИНДИНОВ А.В., АЛЕКСАНДРОВ Д.В., БУДНИКОВ Д.В., ВИНОГРАДОВ А.А., ВИНОГРАДОВ Ю.И., ВОДОПЬЯНОВ А.С., ГОРБУНОВ Н.В., ДЕМАНОВ В.А., ЗАВЬЯЛОВ Н.В., ЗАПОРОЖЕЦ С.А., ИППОЛИТОВ М.С., КУРЯКИН А.В., ЛЕБЕДЕВ В.А., МАМОНОВ А.В., МАНЬКО В.И., НАЗАРЕНКО С.Т., НИКУЛИН С.А., НОМОКОНОВ П.В., НЯНИН А.С., ПУНИН В.Т., ПУЧАГИН С.Ю., РУФАНОВ И.А., СИБИРЯК Ю.Г., СТРАБЫКИН К.В., ТУМКИН А.Д., ФИЛЬЧАГИН С.В. — 2014 г.

Приведены результаты пучковых испытаний прототипа фотонного спектрометра PHOS, установленного в эксперименте ALICE на Большом адронном коллайдере в ЦЕРН. Основой спектрометра являются детектирующие элементы, состоящие из кристаллов вольфрамата свинца PbWO4 размером 22 ? 22 ? 180 мм и лавинных фотодиодов Hamamatsu S8664-55(S8148). Испытания проводились на вторичном пучке T10 протонного синхротрона PS. Основное внимание было уделено вопросу улучшения временного разрешения. Показано, что введение дополнительного временного канала с кремниевым фотоумножителем (SiPM) в качестве фотодетектора приводит к улучшению временного разрешения для энергии 1 ГэВ с существующего t = 3 нс до t = 0.3 нс. Использовались кремниевые фотоумножители семейства MPPC S10362-33 Hamamatsu с площадью 3 ? 3 мм2. С помощью быстрых вакуумных фотоумножителей (ф.э.у.) c диаметром фотокатода 8 мм измерено временное разрешение, которое возможно получить при развитии электромагнитного ливня в кристалле вольфрамата свинца для фотоприемника большей площади. Величина временного разрешения для энерговыделения 1 ГэВ составила 150 пс. Исследовалось влияние температуры детектирующего канала на временное разрешение. Понижение температуры кристалла приводит как к увеличению интенсивности сцинтилляций, так и к увеличению времени высвечивания и заметно не улучшает временное разрешение.

АКИМОВ Д.Ю., БОЛОЗДЫНЯ А.И., ЕФРЕМЕНКО Ю.В., КАПЛИН В.А., КРАХМАЛОВА Т.Д., КУМПАН А.В., МЕЛИКЯН Ю.А., ОНИЩЕНКО Е.М., СОСНОВЦЕВ В.В., ШАКИРОВ А.В. — 2014 г.

Разработана схема управления работой фотоэлектронного умножителя (ф.э.у.) Hamamatsu R11410-20, предназначенного для использования в жидкоксеноновом эмиссионном детекторе РЭД 100. Для предотвращения деградации фотокатода из-за мощных засветок, связанных с сигналами от высокоэнергичных космических мюонов, схема формирует импульс напряжения, подаваемый на фотокатод ф.э.у., который “запирает” межэлектродный промежуток между фотокатодом и первым динодом. Тем самым предотвращается прохождение электронного тока через этот промежуток на определенное время, достаточное для полного собирания электронов ионизации в детекторе РЭД 100 после пересечения его чувствительного объема космическим мюоном. Параметры схемы подобраны так, что время релаксации ф.э.у. после окончания действия запирающего импульса, определяемое переходными процессами в делителе, составляет 200 мкс при полном сопротивлении делителя 20 МОм, что является приемлемым для предполагаемого использования детектора РЭД 100 в эксперименте по поиску когерентного рассеяния нейтрино на ядрах ксенона.

КАЛИНИН Ю.Г., КРАСТЕЛЕВ Е.Г., ЧЕРНЕНКО А.С. — 2014 г.

Разработан усовершенствованный вариант конструкции газовых искровых разрядников на напряжение до 200 кВ (биполярная зарядка до ±100 кВ) и коммутируемый ток до 100 кА для генераторов импульсного напряжения установки “Стенд-300” НИЦ “Курчатовский институт”. В новой конструкции сохранена базовая для существующих разрядников Р-200 геометрия искрового промежутка – два тороидальных электрода с расположенным между ними управляющим электродом в виде тонкого диска с отверстием (схема с “искажением поля”). Изменения внесены в конструкцию изоляционного корпуса для достижения более однородного распределения напряжения, уменьшения нормальной составляющей электрического поля на поверхности и упрощения конструкции разрядника в целом. Измеренные характеристики разрядника хорошо согласуются с расчетными для выбранной геометрии искровых промежутков.

ЗАХАРЯН Р.А., ЛУНИН Б.С., ПАНКИНА Г.В., ПЕРОВ Н.С., ЧЕРНАВСКИЙ П.А. — 2014 г.

Описана установка, обеспечивающая контроль топохимических превращений при синтезе наночастиц ферромагнитных металлов. Установка разработана на основе вибрационного магнитометра. Реактор установки обеспечивает рабочие температуры в зоне реакции от 300 до 870 К. Необходимая чувствительность достигается возможностью создания магнитного поля до 0.6 Тл. Через реактор могут пропускаться газы (смеси газов) со скоростью до 150 см3/мин. Приведены экспериментальные результаты, иллюстрирующие возможности установки.

ЕРМАЧИХИН А.В., КОРНИЛОВИЧ А.А., КУСАКИН Д.С., ЛИТВИНОВ В.Г. — 2014 г.

Описана универсальная комбинированная установка, позволяющая исследовать магнитные квантовые эффекты в двух- и трехмерных полупроводниковых структурах при воздействии оптических и микроволновых излучений на образец в геометриях Фойгта и Фарадея, регистрировать производные коэффициентов пропускания и отражения мощности излучения при плавном изменении квантующего магнитного поля в широком диапазоне температур исследуемого образца. В установке применен гелиевый криостат Janis CCS-400/204N, вакуумная ячейка которого имеет два холодных съемных окна из CaF2, служащих для зондирующих инфракрасных излучений различной длины волны. Установка позволяет определять: концентрацию и g-фактор свободных носителей заряда в полупроводниковых структурах по периодам осцилляций Шубникова–де Гааза и по положению пиков кривых нелинейного спинового резонанса; подвижность и время релаксации импульса свободных носителей заряда – по кривым циклотронного резонанса с точностью 0.5–1%; профили концентрации свободных носителей заряда, параметры электрически активных электронных уровней, глубоких центров – методом спектроскопии адмиттанса.

АНИСИМОВ О.А., ВЕРХОВЛЮК В.Н., КАЛЬНЕУС Е.В. — 2014 г.

Описана установка для регистрации оптически детектируемых спектров электронного парамагнитного резонанса (о.д. э.п.р.) ион-радикалов, участвующих в парной геминальной рекомбинации. В отличие от ранее созданных установок такого рода, для генерации ион-радикальных пар используется вакуумное ультрафиолетовое (в.у.ф.) излучение. Установка позволяет регистрировать э.п.р.-спектры короткоживущих ион-радикалов в жидких и твердых образцах по рекомбинационной флюоресценции, модулируемой резонансным с.в.ч.-полем. Спектры регистрируются как в режиме прямого детектирования интенсивности флюоресценции, так и методом синхронного детектирования. По сравнению с использованием рентгеновского облучения и быстрых электронов можно отметить следующие преимущества фотохимического способа генерации ион-радикальных пар: отсутствие трековых эффектов на процесс рекомбинации, возможность исследования рекомбинационных процессов в тонких пленках нанометровой толщины, компактность, дешевизна и радиационная безопасность в.у.ф.-источников.

SADLER M., АЛЕКСЕЕВ И.Г., АНДРЕЕВ В.А., БОРДЮЖИН И.Г., БУДКОВСКИЙ П.Е., ГОЛУБЕВ В.В., ГРИДНЕВ А.Б., КАЛИНКИН Д.В., КАНАВЕЦ В.П., КОВАЛЕВ А.И., КОЗЛЕНКО Н.Г., КОЗЛОВ В.С., КОРОЛЕВА Л.И., КРИВШИЧ А.Г., МАНАЕНКОВА А.А., МОРОЗОВ Б.В., НЕСТЕРОВ В.М., НОВИНСКИЙ Д.В., РЫЛЬЦОВ В.В., СВИРИДА Д.Н., СУЛИМОВ А.Д., СУМАЧЕВ В.В., ТАРАКАНОВ В.И., ТРАУТМАН В.Ю., ФЕДИН Д.А., ФИЛИМОНОВ Е.А. — 2014 г.

Экспериментальная установка ЭПЕКУР предназначена для поиска узких резонансных состояний путем прецизионного измерения дифференциальных и полных сечений реакций пион-нуклонного взаимодействия с шагом по энергии пионов 1 МэВ. За пять лет, прошедших от появления идеи эксперимента до начала набора статистики в апреле 2009 г., на универсальном пучковом канале 322 протонного синхротрона У-10 ИТЭФ создан безмагнитный спектрометр с жидководородной мишенью на основе широкоапертурных проволочных дрейфовых камер с гексагональной структурой. Уникальные свойства магнитного канала позволяют измерять импульс пучковых частиц с точностью лучше 0.1% с помощью пропорциональных камер с шагом проволочек 1 мм, расположенных в первом фокусе канала. Многочисленные подсистемы установки разработаны с использованием современной микроэлектроники, включая микропроцессоры и микросхемы программируемой логики, отлажены и испытаны как автономно, так и в составе установки. Распределенная система сбора и накопления информации базируется на распространенных интерфейсах USB и Ethernet, что позволяет использовать готовые решения для этих протоколов и обеспечить высокую производительность.

ВАЛЕЕВ В.Ф., ГУМАРОВ Г.Г., КОНОВАЛОВ Д.А., НУЖДИН В.И. — 2014 г.

Описана принципиальная схема устройства. Предложен способ подключения термопар в вакуумной камере приемника ионов ускорителя ИЛУ-3, обеспечивающий учет температуры “холодного спая”. Максимальная температура стабилизации столика печи в высокотемпературном приемнике ионов составляет 800°C, минимальная температура стабилизации зависит от режимов имплантации. Точность поддержания температуры ±3°.

ЛОЙКО Т.В., ПУХОВ С.П., ЭЛЬЯШ С.Л., ЮРЬЕВ А.Л. — 2014 г.

Разработано простое компактное устройство для оперативной оценки максимальной энергии электронов. В качестве детекторов электронов использовались цветовые пленочные индикаторы ЦВИД-01-1 и ЦВИД-3. Проведено сравнение результатов экспериментов на ускорителе АРСА с измерениями на полукруговом магнитном спектрометре. Расхождение в измерениях максимальной энергии электронов не превышало 8%.