НАТАЛЬЯ 2М (космический прибор)

НАТАЛЬЯ 2М (космический прибор)

Спектрометр высокоэнергичных излучений «НАТАЛЬЯ-2М»

Исследование высокоэнергичных излучений Солнца

Научный руководитель: Ю. Д. Котов

Разработчики:

В. Н. Юров, Е. Э. Лупарь, В. В. Кадилин, К. Ф. Власик, В. Г. Тышкевич, И. В. Рубцов, В. Т. Самойленко, А. С. Гляненко, А. И. Архангельский,

Научные задачи эксперимента

Исследование физических механизмов и условий ускорения электронов, протонов и ядер на различных фазах развития солнечных вспышек, а также определение физических параметров областей удержания (распространения) ускоренных частиц.

Цели эксперимента

• Изучение эволюции во времени энергетических спектров жесткого электромагнитного излучения в широком энергетическом диапазоне от 300 кэВ до 2 ГэВ;
• Регистрация нейтронов солнечного происхождения с энергиями 20 — 300 МэВ.

Основные характеристики и состав прибора

Канал	Энергетический диапазон, МэВ	Эффективная площадь, см²	Энергетическое разрешение, ΔE/E	Временное разрешение
R (рентген)	0,3-2	920	10,0 %(662 кэв) изм	1 мс
L (low gamma)	2-10	900	5 % (2,5 Мэв) изм	1 с
M (middle gamma)	7-200	800	6 % (10 Мэв) изм	1 с
H (high gamma)	50-2000	750	32 % (500 Мэв) изм	1 с
N (neutrons)	20-300	37-120	-	32 с

Прибор «НАТАЛЬЯ-2М» состоит из регистрирующего блока, систем обработки и вывода информации и высоковольтного блока питания.

В регистрирующий блок прибора «НАТАЛЬЯ-2М» входят два спектрометра, содержащие по восемь сцинтилляционных модулей с кристаллами CsI(Tl), и защитные сцинтилляционные детекторы из полистирола (см. рис.). Верхний спектрометр окружен антисовпадательной защитой, состоящей из колпака и плоского счетчика толщиной 2 см. Все сцинтилляционные модули спектрометров одинаковы и представляют собой блоки на основе кристаллов CsI(Tl) размером 4,5×8×36 см. Блоки образуют два слоя (по четыре штуки в каждом), соседние слои повернуты относительно друг друга на 90°.

Каждый блок просматривается двумя фотоумножителями с противоположных сторон. Все измерительные каналы спектрометров при эксплуатации стабилизируются подачей сигналов от эталонного светового источника через волоконные световоды. Для абсолютной энергетической калибровки используются радиоактивные (р/а) альфа- и гамма-источники. Выходные сигналы с противоположных предусилителей каждого блока суммируются. В лабораторных условиях система стабилизации обеспечивает поддержание заданного усиления канала ФЭУ/электроника не хуже 1,5 % в широких диапазонах изменения температуры, напряжения питания, величины магнитного поля и загрузки спектрометра.

Неоднородность величины сигнала для различных положений р/а источника составляет около 2 %. Измеренное на р/а источниках и оцененное численным моделированием энергетическое разрешение для широкого параллельного пучка гамма-квантов составляет 10,0 % (при E = 0,662 МэВ); 6,0 % (10 МэВ) и 32 % (500 МэВ). Разделение «гамма-» и «нейтронных» событий осуществляется в верхнем спектрометре на основе анализа формы сцинтилляционного сигнала. Коэффициент n/γ-разделения около 103.

Прибор работает в 3-х режимах: фоновый, «вспышка», «всплеск».

Связать^?