Фотоэлектронные умножители в нейтринных детекторах: Super-Kamiokande и НЕВОД

1.

Задеба Егор
к.ф.-м.н.
Доцент НИЯУ МИФИ

2.

Super Kamiokande
Нейтринный детектор, предназначенный для поиска гипотетического распада протона,
изучения нейтрино, а также регистрации нейтринных вспышек сверхновых. Детектор
размещён в японской лаборатории на глубине в 1 км в цинковой шахте Камиока в 290 км к
северу от Токио. Строительство производилось консорциумом американских и японских
исследователей и было завершено в 1996 году.

3.

Детектор располагается на
глубине 1000 метров в
шахте Камиока
Объем детектора заполнен
50000 тонн сверхчистой
воды
Высота резервуара 41.4 м

4.

Всего в установке используется 11146 фотоэлектронных
умножителей

5. Фотоэлектронный умножитель

Цена типичного ФЭУ
компании Hamamatsu
несколько тысяч
долларов

6. Можно ли двигаться быстрее света?

Показатель
преломления
света
Скорость света в
вакууме
с = 3×108 м/с
Для воды n = 1.33
А значит,
vф = 2.26×108 м/с

7.

8. Движение быстрее волн

9. Принцип работы

10. Пример события

11. Пример события

12. Нейтринография Солнца

13.

Фотоэлектронные умножители должны проходить регулярное обслуживание, в
том числе ручную очистку от налета, замену неисправных ФЭУ

14. Экспериментальный комплекс НЕВОД НИЯУ МИФИ

15.

16.

17.

18.

19. Квазисферический модуль

Идея создания квазисферического модуля с 6-ю ФЭУ с плоскими фотокатодами
была представлена в 1979 году на конференции в Киото
(Borog V.V. et al., Proc. 16th ICRC, 1979 10, 380)

20.

Вода
Черенковское
излучение
ФЭУ
Трек
частицы

21.

22.

Экспериментальные результаты:
Частица
сверху атмосферных мюонов
регистрация

23.

Экспериментальные результаты:
Частицарегистрация
снизу мюонов от нейтрино

24.

Квазисферический модуль КСМ-6М
КСМ-6М включает:
Новый фотоумножитель Хамамацу R877;
Новая плата делителя ПХ-514М;
Используются сигналы с 7 и 10 динодов;
Новая конструкция фотооптического блока,
более быстрый и простой процесс сборки;
Для оптического контакта использован
двухкомпонентный компаунд Пента-312.
Комплект деталей для сборки ФОБ с
фотоумножителем R877
ФЭУ-200
R877
R877
ФЭУ-200
Сборки фотооптических блоков фотоумножителей ФЭУ-200 и Хамамацу R877 с
двухкомпонентным компаундом Пента -312

25.

26.

Фотоэлектронные умножители должны проходить регулярное обслуживание, в
том числе ручную очистку от налета, замену неисправных ФЭУ

27.

12.11.2001

28.

29.

30.

31.

32.

33.

34. Эпилог

• Разработаны защитные иллюминаторы
• Заменено более 7000
фотоэлектронных умножителей
• Ключевые научные результаты были
получены с 1998 по 2001 год, новая
конфигурация не принесла прорывных
результатов

35. Эпилог #2

В 2010 году конфигурация
квазисферических модулей была реализована
в новой концепции детектора KM3NET.