Прототип криогенной корпускулярной водородной мишени для эксперимента PANDA

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Регулярный монодисперсный поток сферических микромишеней твердого водорода или дейтерия с варьируемым диаметром в несколько десятков мкм и частотой от нескольких десятков до нескольких сотен кГц востребован в качестве внутренних мишеней в физических экспериментах на ускорителях. Статья посвящена модификации и запуску прототипа криогенной корпускулярной водородной мишени, в которой происходит трансформация поступающего в установку газа в поток сферических микромишеней. В мишени реализуются процессы криогенного охлаждения и ожижения газа, формирования жидкой микроструи и управляемого монодисперсного разбиения ее на капли одинакового размера с последующим замораживанием капель и образованием микромишеней при инжекции в вакуум. Прототип мишени включает криогенную, вакуумную и газовую системы, а также системы контроля и оптической диагностики параметров микромишеней. Модифицированный прототип мишени обеспечил стабильные монодисперсные режимы генерации микромишеней диаметром 20–50 мкм при частоте генерации 260–465 кГц.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

П. В. Федорец

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Автор, ответственный за переписку.
Email: pavelfedo933@gmail.com
Россия, 123182, Москва, пл. Академика Курчатова, 1

В. Д. Чернецкий

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: pavelfedo933@gmail.com
Россия, 123182, Москва, пл. Академика Курчатова, 1

П. В. Балануца

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: pavelfedo933@gmail.com
Россия, 123182, Москва, пл. Академика Курчатова, 1

А. В. Герасимов

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: pavelfedo933@gmail.com
Россия, 123182, Москва, пл. Академика Курчатова, 1

А. А. Голубев

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: pavelfedo933@gmail.com
Россия, 123182, Москва, пл. Академика Курчатова, 1

Л. Н. Гусев

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: pavelfedo933@gmail.com
Россия, 123182, Москва, пл. Академика Курчатова, 1

А. Г. Долголенко

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: pavelfedo933@gmail.com
Россия, 123182, Москва, пл. Академика Курчатова, 1

А. В. Канцырев

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: pavelfedo933@gmail.com
Россия, 123182, Москва, пл. Академика Курчатова, 1

В. И. Карасев

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: pavelfedo933@gmail.com
Россия, 123182, Москва, пл. Академика Курчатова, 1

Н. М. Кристи

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: pavelfedo933@gmail.com
Россия, 123182, Москва, пл. Академика Курчатова, 1

Е. М. Ладыгина

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: pavelfedo933@gmail.com
Россия, 123182, Москва, пл. Академика Курчатова, 1

С. А. Макагонов

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: pavelfedo933@gmail.com
Россия, 123182, Москва, пл. Академика Курчатова, 1

В. А. Панюшкин

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: pavelfedo933@gmail.com
Россия, 123182, Москва, пл. Академика Курчатова, 1

А. Н. Панюшкина

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: pavelfedo933@gmail.com
Россия, 123182, Москва, пл. Академика Курчатова, 1

И. А. Тарасенко

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: pavelfedo933@gmail.com
Россия, 123182, Москва, пл. Академика Курчатова, 1

А. Б. Халявин

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: pavelfedo933@gmail.com
Россия, 123182, Москва, пл. Академика Курчатова, 1

Список литературы

  1. Schwarz C. and the PANDA Collaboration // J. Phys.: Conf. Ser. 2012. V. 374. P. 012003. https://doi.org/10.1088/1742-6596/374/1/012003
  2. PANDA collaboration. // Letter of Intent for: PANDA. 2004.
  3. https://www.panda.gsi.de/
  4. Täschner A., Köhler E., Ortjohann H.-W., Khoukaz A. // Nucl. Instrum. Meth. A. 2011. V. 660. № 1. P. 22. https://doi.org/10.1016/j.nima.2011.09.024
  5. PANDA collaboration. // Technical Design Report for the PANDA Internal Targets. 2012. https://fair-center.eu/fileadmin/fair/publications_exp/PANDA_Targets_TDR.pdf
  6. Fedorets P., Chernyshev V., Semenov A., Büscher M., Chernetsky V., Bukharov A. // AIP Conf. Proc. 2006. V. 814. P. 614. https://doi.org/10.1063/1.2176552
  7. Борисов В.М., Кошелев К.Н., Прокофьев А.В., Хаджийский Ф.Ю., Христофоров О.Б. // Квантовая электроника. 2014. V. 44. № 11. P. 1077.
  8. Nakano M., Abe T., Endo A. // Proceedings of SPIE. The International Society for Optical Engineering. 2004. V. 5537. P. 1. https://doi.org/10.1117/12.555468
  9. Hansson B.A.M., Hemberg O., Hertz H.M., Berglund M., Choi H.-J., Jacobsson B., Janin E., Mosesson S., Rymell L., Thoresen J., Wilner M. // Review of Scientific Instruments. 2004. V. 75. № 6. P. 2122. https://doi.org/10.1063/1.1755441
  10. Song I., Iwata K., Homma Y., Watanabe M., Kawamura T., Okino A., Horioka K., Hotta E., Mohanty S.R., Yasuoka K. // Jpn. J. Appl. Phys. 2005. V. 44. № 12. P. 8640. https://doi.org/10.1143/JJAP.44.8640
  11. Suganuma T., Abe T., Komori H., Takabayashi Y., Endo A. // Proceedings of SPIE. The International Society for Optical Engineering. 2004. V. 5662. P. 367. https://doi.org/10.1117/12.596356
  12. Chkhalo N.I., Garakhin S.A., Lopatin A.Y., Nechay A.N., Pestov A.E., Salashchenko N.N., Toropov M.N., Tsybin N.N., Golubev S.V., Vodopyanov A.V., Yulin S. // Appl. Phys. Lett. 2018. V. 112. P. 221101. https://doi.org/10.1063/1.5016471
  13. Trostell B. // Nucl. Instrum. Meth. A. 1995. V. 362. P. 41. https://doi.org/10.1016/0168-9002(95)00302-9
  14. Ekström C., Friden C.-J., Jansson A., Karlsson J., Kullander S., Larsson A., Norman G. and the WASA Collaboration //Nucl. Instrum. Meth. A. 1996. V. 371. P. 572. https://doi.org/10.1016/0168-9002(96)00009-5
  15. Afonasyev V., Borgs W., Boukharov A., Büscher M., Gerasimov A., Ginevskiy A., Goryachev V., Gusev L., Dmitriev A., Orlov A., Podchasky S., Semenov A., Tarasenko I., Hohlov V., Chernetsky V., Chernyshov V., Chumakov M. Preprint ITEP 9-05. Moscow: ITEP, 2005.
  16. Boukharov A.V., Büscher M., Gerasimov A.S., Chernetsky V.D., Fedorets P.V., Maryshev I.N., Semenov A.A., Ginevskii A.F. // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 100. P. 174505. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.100.174505
  17. Riabzev S., Veprik A., Vilenchik H., Pundak N. // Cryogenics. 2009. V. 49. № 1. P. 7. https://doi.org/10.1016/j.cryogenics.2008.08.002
  18. Wang C., Hartnett J. // Cryogenics. 2010. V.50. № 5. P. 336. https://doi.org/10.1016/j.cryogenics.2010.01.003
  19. Kantsyrev A.V., Panyushkin V.A., Balanutsa P.V., Bogdanov A.V., Gerasimov A.S., Golubev A.A., Demekhin V.I., Dolgolenko A.G., Kristi N.M., Ladygina E.M., Lushchevskaya E.V., Fedorets P.V., Chernetsky V.D., Paniushkina A.N., Vasiliev V.V., Büscher M. // Phys. Atom. Nucl. 2019. V 82. № 12. P. 1665. https://doi.org/10.1134/S1063778819120135
  20. Панюшкин В.А. Свидетельство государственной регистрации программы для ЭВМ, RU2021669446. 16.11.2021.
  21. EPICS Experimental Physics and Industrial Control System. 2021. http://www.aps.anl.gov/epics/
  22. Букреева С.И., Гончаренко Ю.М., Семенов П.А. // ПТЭ. 2017. № 2. С. 40. https://doi.org/10.7868/S0032816217020021
  23. Lord Rayleigh // Proc. London Math. Soc. 1879. V.10. P. 4.
  24. Lord Rayleigh // Phil. Mag. 1892. V. 34. P. 145.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Рисунок внешнего вида (структуры) мишени (слева) и фотография криостата мишени (справа).

Скачать (459KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Схема криостата прототипа криогенной корпускулярной водородной мишени.

Скачать (641KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Тенеграфическое изображение струи водорода и монодисперсного потока капель в режиме ВКРС. Установлен стеклянный конфузорный насадок (сопло) внутренним диаметром 28 мкм и стеклянный шлюз. Частота генерации микромишеней 465 кГц. Экспозиция кадра 900 нс.

Скачать (251KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Фотография камеры формирования монодисперсной струи. Вверху – обзорная фотография шлюза и камеры КФМС при снятом корпусе криостата, внизу слева — фотография шлюза, внизу справа – фотография камеры КФМС с установленными окнами.

Скачать (414KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Увеличенное изображение профиля изготовленных каналов истечения стеклянных конфузорных насадков.

Скачать (197KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Главное окно программы Nozzle calibrate для определения пространственного смещения и углового отклонения соплового устройства и параметров потока микромишеней.

Скачать (259KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».