СМИ о нас

Российские ученые «перезагружают» астрофизику.

В конце мая отечественным космонавтам, работающим на Международной космической станции, предстоит необычная операция. Во время выхода в открытый космос они установят на внешней поверхности МКС научную аппаратуру «Солнце-Терагерц», созданную в Физическом институте им. П.Н.Лебедева РАН (ФИАН). Прибор должен открыть для исследователей практически неизученный диапазон солнечного излучения - терагерцевый (участок электромагнитного излучения между микроволнами и инфракрасным светом). Ученые рассчитывают, что новые данные помогут понять природу солнечных вспышек и улучшить прогнозирование космической погоды.

О том, почему этот эксперимент называют уникальным, какие трудности пришлось преодолеть разработчикам и чем терагерцевые наблюдения важны не только для фундаментальной науки, но и для практики, корреспонденту «Поиска» рассказал заведующий лабораторией физики Солнца и космических лучей ФИАН Владимир МАХМУТОВ.

- Владимир Салимгереевич, в чем принципиальная новизна прибора «Солнце-Терагерц»?

- Сегодня одна из ключевых задач физики Солнца - понять механизм ускорения заряженных частиц во время солнечных вспышек. Сейчас для этого используются данные микроволновых, субмиллиметровых, рентгеновских и ультрафиолетовых наблюдений. Но терагерцевый диапазон фактически остается белым пятном. Наша аппаратура позволит впервые провести измерения солнечного излучения в диапазоне от 0,4 до 12 терагерц. Наземные наблюдения здесь практически невозможны: атмосфера Земли сильно поглощает такое излучение. Поэтому для полноценного исследования нужен именно космический эксперимент.

- Почему ученым важен этот диапазон?

- В последние годы исследователи обнаружили интересную особенность ряда солнечных вспышек. На частотах 212 и 405 гигагерц поток излучения неожиданно возрастал, хотя классическая теория предсказывает спад. Возник вопрос: продолжается ли этот рост дальше, уже в терагерцевом диапазоне?

Мы рассчитываем определить, существует ли так называемая частота «перегиба» спектра и связана ли она с ускорением энергичных электронов и протонов в нижних слоях солнечной атмосферы. Иными словами, речь может идти об открытии нового спектрального компонента солнечных вспышек, существующего одновременно с привычным микроволновым излучением.

- Эксперимент может привести к пересмотру представлений о солнечных вспышках?

- Именно. Мы надеемся получить данные, которые помогут уточнить физическую природу вспышек и механизмов энерговыделения на Солнце. Для солнечной физики это фундаментальный вопрос.

- Но у таких исследований есть и вполне прикладной смысл?

- Безусловно. Мощные солнечные вспышки влияют на радиационную обстановку в околоземном пространстве. Они сопровождаются потоками заряженных частиц, выбросами корональной плазмы, ударными волнами и усилением магнитных полей. Все это воздействует на спутники, связь, навигацию, энергосистемы и даже на условия работы космонавтов. Чем точнее мы понимаем динамику и спектральные характеристики солнечных вспышек, тем эффективнее можно развивать методы прогноза космической погоды. А это важный вопрос технологической безопасности.

- Насколько этот проект вписывается в новую космическую программу страны?

- Разработка аппаратуры велась в 2017-2024 годах в рамках государственного контракта между ФИАН и РКК «Энергия» им. С.П.Королева. В марте нынешнего года прибор «Солнце-Терагерц» был доставлен на МКС грузовым кораблем «Прогресс МС-33». Начался следующий этап - проведение самого космического эксперимента. В этих работах участвуют также специалисты Центрального научно-исследовательского института машиностроения.

Проект связан с программами научных исследований на российском сегменте МКС и напрямую соответствует задачам федерального проекта «Космическая наука», где квалифицированным заказчиком выступает Российская академия наук.

- За таким экспериментом, очевидно, стоит большая кооперация?

- Да, это результат совместной работы многих организаций. Основные исследования и разработки осуществлял ФИАН, но серьезную роль сыграли и партнеры - РКК «Энергия», ООО «Тидекс», Московский авиационный институт, Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.В.Скобельцына МГУ, АО «Конструкторское бюро радиотехники и электроники». Испытания проводились также в Институте космических исследований РАН. Кроме того, мы опирались на результаты совместных международных исследований солнечных вспышек в субмиллиметровом диапазоне, в том числе экспериментов на телескопе SST в Аргентине и Бразилии, а также стратосферного проекта Solar-T.

- Что оказалось самым сложным при создании прибора?

- По сути, нам пришлось впервые создавать космическую аппаратуру для регистрации солнечного терагерцевого излучения. Нужно было подобрать фильтры, обеспечить селективность каналов, проверить качество оптики, откалибровать детекторы. При этом прибор должен был стать частью инфраструктуры российского сегмента МКС: корректно взаимодействовать с бортовыми системами и не создавать помех другой научной аппаратуре.

- Что уже сделано в космосе?

- В апреле космонавты провели проверки внутри гермоотсека станции: включение аппаратуры, тестирование программного обеспечения, взаимодействие с бортовыми системами. Были проложены коммуникационные кабели между бортовым компьютером и двухосной платформой наведения, на которой будет размещен прибор. Теперь предстоит монтаж снаружи станции.

- Насколько это сложная операция?

- Выход в открытый космос - это всегда серьезная и технологически очень ответственная работа. Космонавтам предстоит вынести аппаратуру на внешнюю поверхность служебного модуля, установить ее на платформе, которая обеспечит непрерывное наведение прибора на Солнце на дневном участке орбиты МКС, подключить питание, управление и линии передачи данных. После этого будет проверяться готовность системы к автоматическому наведению на Солнце.

Все действия многократно отрабатывались заранее в Центре подготовки космонавтов, потому что работа идет в скафандрах, при жестких ограничениях по времени и с очень высокими требованиями к надежности.

- Как будет организована работа с полученными данными?

- Аппаратура будет передавать временные ряды данных сразу в восьми спектральных каналах. На Земле информация станет обрабатываться с помощью специального программного комплекса, который мы разработали. Далее эти результаты будут сопоставляться с данными наземных радиотелескопов и спутниковых наблюдений рентгеновского и гамма-излучения. Надеемся, что уже первые наблюдения позволят получить уникальную информацию, которой мировая наука пока не располагает.

Надежда Волчкова
Обложка: пресс-служба ФИАН

https://poisknews.ru/releases/razglyadet-slepuyu-zonu-solncza/

Специалисты НИУ ВШЭ совместно с коллегами из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) разработали метод быстрой оценки прочности сцепления плёнки с подложкой. Это важно для создания сверхвысокочастотных акустических фильтров. Такие фильтры выступают ключевыми элементами связи нового поколения 5G и 6G. Возможность измерить поперечную жёсткость сцепления между плёнкой из двумерного материала и подложкой таким способом получена впервые. Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда. Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Physics Letters.

Как отметили авторы исследовнаия, современные смартфоны используют фильтры для передачи данных на высокой скорости. Эти устройства превращают электромагнитный сигнал в ультразвук и обратно. Это помогает отсеивать помехи. По мере повышения частот связи предлагаются новые типы таких фильтров, например на основе акустоэлектрических эффектов. Практически любые приборы современной электроники представляют собой элементы из плёнок на подложке.

Проблема в том, что на высоких частотах в несколько гигагерц или десятков гигагерц поведение ультразвука на границе этих материалов предсказать почти невозможно. Именно в этом диапазоне работает связь 5G и будущая 6G. На более низких частотах можно считать контакт плёнки с подложкой идеальным для распространения звука. Но с повышением частоты микроскопическое проскальзывание плёнки из-за недостаточной поперечной жёсткости контакта приводит к тому, что фильтр не пропускает сигнал. Разработчики чипов смогут узнать об этом только после многомиллионных затрат.

Специалисты ФИАН совместно с ведущим научным сотрудником Международной лаборатории физики конденсированного состояния, профессором факультета физики НИУ ВШЭ Александром Кунцевичем предложили способ проверить качество контакта ещё до сборки прибора. Вместо создания дорогих прототипов исследователи предлагают использовать тестирование материалов с помощью коротких лазерных импульсов.

Для эксперимента взяли образец из кварцевого стекла, на которое перенесли чешуйку нитрида бора толщиной 600 нанометров. На его поверхности сфокусировали инфракрасный лазерный импульс. Лазер нагрел крошечную область, и по материалу побежала поверхностная акустическая волна. Александр Кунцевич пояснил, что когда в воду бросают камешки, по её поверхности расходятся волны в виде концентрических окружностей. Примерно такие же волны могут распространяться по поверхности твёрдых тел. Такие волны называются поверхностными акустическими рэлеевскими волнами.

Увидеть их глазом сложно, так как скорость распространения большая, а амплитуда обычно очень маленькая. Тем не менее, волны несут много важной физической информации о материале, по которому распространяются. Например, по изменению скорости волны и её формы можно судить об упругих свойствах материала и о том, насколько жёстко тонкая плёнка сцеплена с подложкой.

При помощи второго луча специалисты сделали моментальный снимок волны. Первый импульс возбудил звук, как удар по поверхности. Второй импульс направили на ту же поверхность спустя доли наносекунды после первого. Этот луч просканировал поверхность с шагом 0,5 микрометра. Отражение луча менялось в зависимости от того, приподнялся участок поверхности или опустился под действием проходящей волны. Собрав эти данные воедино, исследователи восстановили точную карту вертикальных смещений. Как объяснил профессор, по сути, авторы исследования получили замороженный портрет бегущей волны.

При этом сама структура осталась неповреждённой. Метод не разрушил ни плёнку, ни подложку. Полученное изображение проанализировали при помощи математической модели, которая позволила определить зависимость скорости звука от длины волны. По тому, как скорость меняется с частотой, можно определить, как сцеплены плёнка и подложка. По степени искажения волны авторы рассчитали два параметра жёсткости связи: вертикальную на отрыв и поперечную на сдвиг. Оказалось, что наиболее существенной является та, которая отвечает за скольжение плёнки вбок и которую раньше измерить не удавалось.

Умея определять параметры межслоевой жёсткости, инженеры смогут заранее отбраковывать неудачные материалы и отрабатывать технологические процессы для создания сверхвысокочастотных фильтров. Разработанный метод также пригодится для создания акустических метаматериалов. Это искусственные структуры, которые позволяют управлять звуком заданным образом.

https://habr.com/ru/news/1037054/

© Ferra.ru

В пресс-службе Института ядерной физики СО РАН сообщили, что ученые разработали экспериментальный стенд для изучения радиационного старения элементов детекторов, используемых на коллайдерах. Установка создана на базе нейтронного источника VITA и предназначена для оценки поведения материалов под воздействием излучения.

В коллайдерах при столкновении частиц образуются новые частицы, а детекторы фиксируют эти процессы. Однако они постоянно подвергаются радиационной нагрузке, в том числе от нейтронных потоков. Особое внимание уделяется кремниевым фотоумножителям, параметры которых важно контролировать в условиях облучения.

Новый стенд позволяет проводить такие измерения и оценивать изменения характеристик оборудования. Он уже прошел тестирование на прототипе и показал эффективность. В дальнейшем планируется совместная работа с Физическим институтом имени Лебедева для развития методик и исследования детекторов, работающих в экстремальных условиях, отметили в пресс-службе.

https://www.ferra.ru/news/v-rossii/v-rossii-sozdali-stend-dlya-izucheniya-radiacionnogo-stareniya-detektorov-15-05-2026.htm

Элементы ускорителей частиц (коллайдеров) и приборы на космических станциях работают в условиях сильного радиационного фона, который со временем их разрушает, или, как говорят специалисты, старит. Чтобы проверить, какие изменения они претерпевают под его воздействием и сколько проработают в таких условиях, проводятся тесты на радиационное старение. В 2025 г. в Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) для проведения подобных исследований создан стенд на базе установки VITA – ускорительного источника нейтронов для развития бор-нейтронозахватной терапии (БНЗТ). В 2022 г. на нем было успешно исследовано оборудование детектора CMS, работающего на Большом адронном коллайдере (LHC, CERN), и материалов первой стенки ИТЭР (ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor). В 2026 г. ИЯФ СО РАН совместно с Физическим институтом им. П. Н. Лебедева РАН (ФИАН) запланировали совместное развитие инфраструктуры и методической базы исследований радиационного старения кремниевых фотоумножителей. Последние являются чувствительными элементами для регистрации фотонов и широко используются в системах современных детекторах для физики элементарных частиц (ФЭЧ). Договор находится на стадии подписания.

Ключевые установки в ФЭЧ, которые дают основной массив экспериментальных данных для этого раздела физики – коллайдеры. В них по круговой орбите движутся и сталкиваются пучки встречных частиц, ускоренные до релятивистских скоростей. Во время соударения происходит аннигиляция, то есть высвобождение энергии с последующей трансформацией исходных частиц в другие. Так физики получают информацию об устройстве микромира. В области столкновения находятся детекторы, фиксирующие все происходящие процессы с образованием новых частиц, здесь же неизбежно возникает сильный радиационный фон. Естественно, что коллайдеры оборудованы биологической защитой для безопасной работы персонала, а вот элементы детекторных систем постоянно подвергаются воздействию радиации от потока нейтронов.

Основной вклад в радиационную нагрузку на работающих коллайдерах дают быстрые нейтроны с энергиями порядка 10-20 МэВ. Если тепловые нейтроны в основном захватываются атомными ядрами вещества, то быстрые нейтроны фактически разрушают их. Одним из примеров такого разрушающего воздействия является изменение характеристик ключевых чувствительных приборов, широко использующихся в системах детекторов (системы идентификации частиц, калориметры и т.д.) – твердотельных фотоумножителей на основе кремния, или SiPM (Silicon PhotoMultiplier), которые способны регистрировать отдельные фотоны. SiPM при поглощении фотонов, с некоторой достаточно высокой вероятностью, формирует токовый импульс, который затем регистрируется специальной электроникой. Но под воздействием облучения потоком нейтронов SiPM со временем утрачивает свои свойства.

«У SiPM нет полной защиты против ионизирующей радиации, – прокомментировал старший научный сотрудник Отделения физики твердого тела ФИАН кандидат физико-математических наук Сергей Виноградов. – Частицы высоких энергий повреждают кристаллическую решетку кремния, создавая точечные или кластерные дефекты, становятся неразличимы импульсы от фотонов, ухудшается отношение сигнал/шум, и прибор в конце концов перестает обеспечивать требуемую функциональность, например, по энергетическому или временному разрешению. Других причин выхода из строя для SiPM практически нет».

По словам специалистов, пока что повысить радиационную стойкость кремниевых фотоумножителей невозможно, поэтому необходимо сохранять параметры повреждаемых радиацией устройств. Тесты по радиационному старению необходимы для оценки способности материалов сохранять свойства под воздействием ионизирующего излучения. В 2025 г. в ИЯФ СО РАН был разработан и реализован первый вариант стенда для проведения подобных экспериментов. Его создали на базе установки VITA – ускорительного источника нейтронов на основе ускорителя-тандема с вакуумной изоляцией и литиевой нейтроногенерирующей мишени для БНЗТ. Но история его создания началась немного раньше. В 2022 г. специалисты облучали потоком нейтронов оптоволокно, которое предполагают использовать для калибровки детектора CMS Большого адронного коллайдера, когда он начнет работать в новом режиме высокой светимости.

«Основная миссия установки VITA – это, конечно, развитие БНЗТ, но ее возможности позволяют развивать и другие направления, – прокомментировал заведующий сектором ИЯФ СО РАН доктор физико-математических наук Сергей Таскаев. – Например, мы используем установку для фундаментальных исследований по измерению сечений различных ядерных реакций, а также для тестирования материалов перспективных для работы в экстремальных радиационных условиях, например, в термоядерных реакторах. В 2022 г. запрос от коллег из коллаборации CMS стал для нас вызовом, потому что мы не только должны были сгенерировать мощный поток быстрых нейтронов, но и поддерживать его работу ежедневно в течение месяца. Благодаря смене водородного пучка на дейтериевый мы научились создавать реально много нейтронов. После успешных испытаний для ЦЕРН на том же прототипе стенда мы облучали пластины карбида бора для ИТЭР».

По результатам успешно проведенного эксперимента в 2022 г. стало ясно, что в ИЯФ СО РАН можно проводить подобного рода исследования мирового уровня. В 2023 г. после прекращения сотрудничества с коллаборацией CMS было принято решение попробовать реализовать стенд для исследования радиационного старения SiPM с использованием полученного опыта работы на VITA. Физики сфокусировались именно на SiPM, потому что это базовый чувствительный элемент детекторов любой ускорительной машины. В 2024 г. был изготовлен первый прототип стенда и проверена его работоспособность под воздействием быстрых нейтронов. Дальнейшим развитием этой методики стало создание первого варианта стенда в 2025 г.

«Очень важно понимать, что за фотоумножитель перед вами, какая степень применимости у этого прибора в условиях высокой радиационной нагрузки, – добавил старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Виктор Бобровников. – Да, все началось с CMS, но радиационные тесты твердотельных фотоумножителей актуальны и для нас самих, так как в ИЯФ СО РАН планируется реализация проекта электрон-позитронного коллайдера ВЭПП-6. И, конечно, для других российских заказчиков. За 2025 г. мы создали рабочую версию стенда, в которой реализовали ряд методик, отработанных на прототипе. После этого провели ряд радиационных тестов с несколькими японскими SiPM: исследовали зависимость шума, поведение напряжения пробоя и фоточувствительность от радиационной дозы. Таким образом мы отработали методику измерений и показали, что стенд является достаточно эффективным для исследования радиационного старения SiPM. В 2026 г. мы договорились с коллегами из ФИАН, что будем вместе развивать методику проведения радиационных тестов и исследовать твердотельные фотоумножители, работающие в экстремальных радиационных условиях. На данный момент договор находится на стадии подписания».

В России тематикой твердотельных фотоумножителей занимаются в том числе в лаборатории оптоэлектроники ФИАН. Здесь специалисты проводят экспериментальные исследования SiPM, разрабатывают методики их измерений и вероятностные моделей процессов детектирования в таких устройствах. 

«Разработки новых конструкций – самая увлекательная и самая сложная часть работ по SiPM. К сожалению, возможности их проведения определяются доступностью кремниевых производств, и возникают они очень редко, – добавил Сергей Виноградов. – Мы занимаемся почти всеми направлениями тематики SiPM. Стенд радиационных исследований ИЯФ СО РАН позволит нам продвинуться на этом пути. Разработка методик и корректные измерения основных параметров SiPM при радиационных повреждениях имеют самостоятельную ценность для прогноза функционирования SiPM в условиях радиации, что важно практически для всех применений SiPM в коллайдерах и подобных экспериментах, а также для исследований в космосе, мониторинга радиационных загрязнений окружающей среды и др. Стенд ИЯФ СО РАН – это уникальная установка, которая позволяет вести непрерывный мониторинг состояния и параметров SiPM непосредственно в ходе облучения образцов нейтронами установки БЗНТ. Такой возможности, насколько я знаю, больше нет нигде в мире. В целом, я считаю очень интересным и перспективным сотрудничество с ИЯФ СО РАН по развитию инфраструктуры и методической базы таких исследований, а еще надеюсь, что это когда-нибудь приведет к разработке радиационно-стойких твердотельных фотоумножителей».

Пресс-служба Института ядерной физики СО РАН
Фото Т. Морозовой

https://academcity.org/content/radiacionnoe-starenie-0

Фото: magnific.com

Российские физики из Института ядерной физики СО РАН разработали стенд для исследования того, как радиация влияет на ключевые элементы систем детекторов, работающих на коллайдерах.

Об этом сообщили в пресс-службе института. В центре внимания — кремниевые фотоумножители. Они находятся внутри детекторов в зоне столкновения пучков частиц и постоянно подвергаются облучению нейтронами. Повысить их радиационную стойкость пока невозможно, поэтому важно хотя бы сохранять параметры этих устройств под воздействием радиации.

Стенд создали на базе ускорительного источника нейтронов VITA. На первом прототипе учёные уже отработали методику измерений и подтвердили, что установка эффективна для исследований радиационного старения, сообщает ТАСС.

В 2026 году к работе подключатся коллеги из Физического института имени Лебедева (ФИАН). Вместе они планируют развивать методику радиационных тестов и изучать твердотельные фотоумножители в экстремальных радиационных условиях.

Как пояснил физик Сергей Виноградов, новый стенд позволит корректно измерять основные параметры элементов детекторов при радиационных повреждениях и прогнозировать их работу в условиях высоких радиационных нагрузок.

https://kubnews.ru/obshchestvo/2026/05/14/uchenye-sozdali-stend-dlya-proverki-radiatsionnogo-stareniya-elementov-kollayderov/

© фото предоставлено институтом

Элементы ускорителей частиц (коллайдеров) и приборы на космических станциях работают в условиях сильного радиационного фона, который со временем их разрушает, или, как говорят специалисты, старит. Чтобы проверить, какие изменения они претерпевают под его воздействием и сколько проработают в таких условиях, проводятся тесты на радиационное старение. В 2025 г. в Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) для проведения подобных исследований создан стенд на базе установки VITA – ускорительного источника нейтронов для развития бор-нейтронозахватной терапии (БНЗТ). В 2022 г. на нем было успешно исследовано оборудование детектора CMS, работающего на Большом адронном коллайдере (LHC, CERN), и материалов первой стенки ИТЭР (ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor). В 2026 г. ИЯФ СО РАН совместно с Физическим институтом им. П. Н. Лебедева РАН (ФИАН) запланировали совместное развитие инфраструктуры и методической базы исследований радиационного старения кремниевых фотоумножителей. Последние являются чувствительными элементами для регистрации фотонов и широко используются в системах современных детекторах для физики элементарных частиц (ФЭЧ). Договор находится на стадии подписания.

Ключевые установки в ФЭЧ, которые дают основной массив экспериментальных данных для этого раздела физики – коллайдеры. В них по круговой орбите движутся и сталкиваются пучки встречных частиц, ускоренные до релятивистских скоростей. Во время соударения происходит аннигиляция, то есть высвобождение энергии с последующей трансформацией исходных частиц в другие. Так физики получают информацию об устройстве микромира. В области столкновения находятся детекторы, фиксирующие все происходящие процессы с образованием новых частиц, здесь же неизбежно возникает сильный радиационный фон. Естественно, что коллайдеры оборудованы биологической защитой для безопасной работы персонала, а вот элементы детекторных систем постоянно подвергаются воздействию радиации от потока нейтронов.

Основной вклад в радиационную нагрузку на работающих коллайдерах дают быстрые нейтроны с энергиями порядка 10-20 МэВ. Если тепловые нейтроны в основном захватываются атомными ядрами вещества, то быстрые нейтроны фактически разрушают их. Одним из примеров такого разрушающего воздействия является изменение характеристик ключевых чувствительных приборов, широко использующихся в системах детекторов (системы идентификации частиц, калориметры и т.д.) – твердотельных фотоумножителей на основе кремния, или SiPM (Silicon PhotoMultiplier), которые способны регистрировать отдельные фотоны. SiPM при поглощении фотонов, с некоторой достаточно высокой вероятностью, формирует токовый импульс, который затем регистрируется специальной электроникой. Но под воздействием облучения потоком нейтронов SiPM со временем утрачивает свои свойства.

«У SiPM нет полной защиты против ионизирующей радиации, – прокомментировал старший научный сотрудник Отделения физики твердого тела ФИАН кандидат физико-математических наук Сергей Виноградов. – Частицы высоких энергий повреждают кристаллическую решетку кремния, создавая точечные или кластерные дефекты, становятся неразличимы импульсы от фотонов, ухудшается отношение сигнал/шум, и прибор в конце концов перестает обеспечивать требуемую функциональность, например, по энергетическому или временному разрешению. Других причин выхода из строя для SiPM практически нет».

По словам специалистов, пока что повысить радиационную стойкость кремниевых фотоумножителей невозможно, поэтому необходимо сохранять параметры повреждаемых радиацией устройств. Тесты по радиационному старению необходимы для оценки способности материалов сохранять свойства под воздействием ионизирующего излучения. В 2025 г. в ИЯФ СО РАН был разработан и реализован первый вариант стенда для проведения подобных экспериментов. Его создали на базе установки VITA – ускорительного источника нейтронов на основе ускорителя-тандема с вакуумной изоляцией и литиевой нейтроногенерирующей мишени для БНЗТ. Но история его создания началась немного раньше. В 2022 г. специалисты облучали потоком нейтронов оптоволокно, которое предполагают использовать для калибровки детектора CMS Большого адронного коллайдера, когда он начнет работать в новом режиме высокой светимости.

«Основная миссия установки VITA – это, конечно, развитие БНЗТ, но ее возможности позволяют развивать и другие направления, – прокомментировал заведующий сектором ИЯФ СО РАН доктор физико-математических наук Сергей Таскаев. – Например, мы используем установку для фундаментальных исследований по измерению сечений различных ядерных реакций, а также для тестирования материалов перспективных для работы в экстремальных радиационных условиях, например, в термоядерных реакторах. В 2022 г. запрос от коллег из коллаборации CMS стал для нас вызовом, потому что мы не только должны были сгенерировать мощный поток быстрых нейтронов, но и поддерживать его работу ежедневно в течение месяца. Благодаря смене водородного пучка на дейтериевый мы научились создавать реально много нейтронов. После успешных испытаний для ЦЕРН на том же прототипе стенда мы облучали пластины карбида бора для ИТЭР».

По результатам успешно проведенного эксперимента в 2022 г. стало ясно, что в ИЯФ СО РАН можно проводить подобного рода исследования мирового уровня. В 2023 г. после прекращения сотрудничества с коллаборацией CMS было принято решение попробовать реализовать стенд для исследования радиационного старения SiPM с использованием полученного опыта работы на VITA. Физики сфокусировались именно на SiPM, потому что это базовый чувствительный элемент детекторов любой ускорительной машины. В 2024 г. был изготовлен первый прототип стенда и проверена его работоспособность под воздействием быстрых нейтронов. Дальнейшим развитием этой методики стало создание первого варианта стенда в 2025 г.

«Очень важно понимать, что за фотоумножитель перед вами, какая степень применимости у этого прибора в условиях высокой радиационной нагрузки, – добавил старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Виктор Бобровников. – Да, все началось с CMS, но радиационные тесты твердотельных фотоумножителей актуальны и для нас самих, так как в ИЯФ СО РАН планируется реализация проекта электрон-позитронного коллайдера ВЭПП-6. И, конечно, для других российских заказчиков. За 2025 г. мы создали рабочую версию стенда, в которой реализовали ряд методик, отработанных на прототипе. После этого провели ряд радиационных тестов с несколькими японскими SiPM: исследовали зависимость шума, поведение напряжения пробоя и фоточувствительность от радиационной дозы. Таким образом мы отработали методику измерений и показали, что стенд является достаточно эффективным для исследования радиационного старения SiPM. В 2026 г. мы договорились с коллегами из ФИАН, что будем вместе развивать методику проведения радиационных тестов и исследовать твердотельные фотоумножители, работающие в экстремальных радиационных условиях. На данный момент договор находится на стадии подписания».

 В России тематикой твердотельных фотоумножителей занимаются в том числе в лаборатории оптоэлектроники ФИАН. Здесь специалисты проводят экспериментальные исследования SiPM, разрабатывают методики их измерений и вероятностные моделей процессов детектирования в таких устройствах. 

«Разработки новых конструкций – самая увлекательная и самая сложная часть работ по SiPM. К сожалению, возможности их проведения определяются доступностью кремниевых производств, и возникают они очень редко, – добавил Сергей Виноградов. – Мы занимаемся почти всеми направлениями тематики SiPM. Стенд радиационных исследований ИЯФ СО РАН позволит нам продвинуться на этом пути. Разработка методик и корректные измерения основных параметров SiPM при радиационных повреждениях имеют самостоятельную ценность для прогноза функционирования SiPM в условиях радиации, что важно практически для всех применений SiPM в коллайдерах и подобных экспериментах, а также для исследований в космосе, мониторинга радиационных загрязнений окружающей среды и др. Стенд ИЯФ СО РАН – это уникальная установка, которая позволяет вести непрерывный мониторинг состояния и параметров SiPM непосредственно в ходе облучения образцов нейтронами установки БЗНТ. Такой возможности, насколько я знаю, больше нет нигде в мире. В целом, я считаю очень интересным и перспективным сотрудничество с ИЯФ СО РАН по развитию инфраструктуры и методической базы таких исследований, а еще надеюсь, что это когда-нибудь приведет к разработке радиационно-стойких твердотельных фотоумножителей».

редакция по материалам Института ядерной физики имени Г.И. Будкера СО РАН

© фото предоставлено институтом. Установка VITA – ускорительный источник нейтронов для развития бор-нейтронозахватной терапии (БНЗТ). Фото Т. Морозовой

https://www.rediskra.com/index.php?option=com_content&view=article&id=2984:rossijskie-fiziki-sozdali-stend-dlya-issledovaniya-radiatsionnogo-stareniya&catid=14&Itemid=113

Установка VITA – ускорительный источник нейтронов для развития бор-нейтронозахватной терапии_БНЗТ
© Татьяна Морозова

Элементы ускорителей частиц (коллайдеров) и приборы на космических станциях работают в условиях сильного радиационного фона, который со временем их разрушает, или, как говорят специалисты, старит. Чтобы проверить, какие изменения они претерпевают под его воздействием и сколько проработают в таких условиях, проводятся тесты на радиационное старение. В 2025 г. в Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) для проведения подобных исследований создан стенд на базе установки VITA – ускорительного источника нейтронов для развития бор-нейтронозахватной терапии (БНЗТ). В 2022 г. на нем было успешно исследовано оборудование детектора CMS, работающего на Большом адронном коллайдере (LHC, CERN), и материалов первой стенки ИТЭР (ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor). В 2026 г. ИЯФ СО РАН совместно с Физическим институтом им. П. Н. Лебедева РАН (ФИАН) запланировали совместное развитие инфраструктуры и методической базы исследований радиационного старения кремниевых фотоумножителей. Последние являются чувствительными элементами для регистрации фотонов и широко используются в системах современных детекторах для физики элементарных частиц (ФЭЧ). Договор находится на стадии подписания.

На фото общий вид оборудования, установленного в концентраторе (без верхних листов свинца). Сверху мишенный узел, в котором происходит генерация быстрых нейтронов
© В. Бобровникова

Ключевые установки в ФЭЧ, которые дают основной массив экспериментальных данных для этого раздела физики – коллайдеры. В них по круговой орбите движутся и сталкиваются пучки встречных частиц, ускоренные до релятивистских скоростей. Во время соударения происходит аннигиляция, то есть высвобождение энергии с последующей трансформацией исходных частиц в другие. Так физики получают информацию об устройстве микромира. В области столкновения находятся детекторы, фиксирующие все происходящие процессы с образованием новых частиц, здесь же неизбежно возникает сильный радиационный фон. Естественно, что коллайдеры оборудованы биологической защитой для безопасной работы персонала, а вот элементы детекторных систем постоянно подвергаются воздействию радиации от потока нейтронов.

https://www.atomic-energy.ru/news/2026/05/14/165683

Новосибирск. 14 мая. ИНТЕРФАКС - Институт ядерной физики им.Г.И.Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) совместно с Физическим институтом им. П.Н.Лебедева РАН (ФИАН) запланировали совместное развитие инфраструктуры и методической базы исследований радиационного старения кремниевых фотоумножителей, сообщает пресс-служба ИЯФ СО РАН.

"Последние являются чувствительными элементами для регистрации фотонов и широко используются в системах современных детекторах для физики элементарных частиц (ФЭЧ). Договор находится на стадии подписания", - говорится в сообщении.

Основной вклад в радиационную нагрузку на работающих коллайдерах дают быстрые нейтроны с энергиями порядка 10-20 МэВ, разрушающие материал детекторов.

Одним из примеров такого разрушающего воздействия является изменение характеристик ключевых чувствительных приборов, широко использующихся в системах детекторов (системы идентификации частиц, калориметры и т.д.) - твердотельных фотоумножителей на основе кремния, или SiPM (Silicon PhotoMultiplier), которые способны регистрировать отдельные фотоны.

SiPM при поглощении фотонов, с некоторой достаточно высокой вероятностью, формирует токовый импульс, который затем регистрируется специальной электроникой, однако под воздействием облучения потоком нейтронов SiPM со временем утрачивает свои свойства.

По словам специалистов, пока что повысить радиационную стойкость кремниевых фотоумножителей невозможно, поэтому необходимо сохранять параметры повреждаемых радиацией устройств.

Тесты по радиационному старению необходимы для оценки способности материалов сохранять свойства под воздействием ионизирующего излучения.

Отмечается, что ранее в ИЯФ СО РАН был разработан и реализован первый вариант стенда для проведения подобных экспериментов на базе установки VITA - источника нейтронов на основе ускорителя-тандема с вакуумной изоляцией и литиевой нейтрон-генерирующей мишени для бор-нейронозахватной терапии.

Кроме того, в 2022 году специалисты ИЯФ СО РАН облучали потоком нейтронов оптоволокно, которое предполагают использовать для калибровки детектора CMS Большого адронного коллайдера, когда он начнет работать в новом режиме высокой светимости, пластины карбида бора для экспериментального термоядерного реактора ITER.

В 2023 году после прекращения сотрудничества с коллаборацией CMS было принято решение попробовать реализовать стенд для исследования радиационного старения SiPM с использованием полученного опыта работы на VITA.

В России тематикой твердотельных фотоумножителей занимаются в том числе в лаборатории оптоэлектроники ФИАН. Здесь специалисты проводят экспериментальные исследования SiPM, разрабатывают методики их измерений и вероятностные моделей процессов детектирования в таких устройствах.

https://www.interfax-russia.ru/academia/news/rossiyskie-fiziki-sozdayut-stend-dlya-radiacionnyh-issledovaniy-detektorov-rabotayushchih-v-kollayderah

Разработка позволит ученым проводить корректные измерения основных параметров элементов детекторов при радиационных повреждениях для прогноза их функционирования в условиях радиации

НОВОСИБИРСК, 14 мая. /ТАСС/. Российские физики разработали стенд для исследования радиационного старения ключевых элементов систем детекторов, работающих на коллайдерах. Об этом сообщили в пресс-службе Института ядерной физики СО РАН.

Ключевые установки в физике элементарных частиц - коллайдеры. В них сталкиваются пучки встречных частиц. Во время соударения происходит аннигиляция, то есть высвобождение энергии с последующей трансформацией исходных частиц в другие. В области столкновения находятся детекторы, фиксирующие процессы с образованием новых частиц. Детекторы подвергаются воздействию радиации от потока нейтронов. Для измерения этого воздействия надо проводить измерения кремниевых фотоумножителей внутри детекторов.

"По словам специалистов, пока что повысить радиационную стойкость кремниевых фотоумножителей невозможно, поэтому необходимо сохранять параметры повреждаемых радиацией устройств. Тесты по радиационному старению необходимы для оценки способности материалов сохранять свойства под воздействием ионизирующего излучения. В ИЯФ СО РАН был разработан и реализован первый вариант стенда для проведения подобных экспериментов", - говорится в сообщении. Уточняется, что стенд создан на базе установки VITA - ускорительного источника нейтронов. На его первом прототипе ученые отработали методику измерений и показали, что стенд является достаточно эффективным для исследования радиационного старения. "В 2026 году мы договорились с коллегами из Физического института им. Лебедева (ФИАН), что будем вместе развивать методику проведения радиационных тестов и исследовать твердотельные фотоумножители, работающие в экстремальных радиационных условиях", - цитирует пресс-служба ученого Виктора Бобровкина.

По словам физика Сергея Виноградова, стенд радиационных исследований ИЯФ СО РАН позволит ученым проводить корректные измерения основных параметров элементов детекторов при радиационных повреждениях для прогноза их функционирования в условиях радиации. 

https://tass.ru/nauka/27404167

Элементы ускорителей частиц (коллайдеров) и приборы на космических станциях работают в условиях сильного радиационного фона, который со временем их разрушает, или, как говорят специалисты, старит. Чтобы проверить, какие изменения они претерпевают под его воздействием и сколько проработают в таких условиях, проводятся тесты на радиационное старение. В 2025 г. в ИЯФ СО РАН для проведения подобных исследований создан стенд на базе установки VITA –ускорительного источника нейтронов для развития бор-нейтронозахватной терапии (БНЗТ). В 2022 г. на нем было успешно исследовано оборудование детектора CMS, работающего на Большом адронном коллайдере (LHC, CERN), и материалов первой стенки международного термоядерного реактора ИТЭР (ITER). В 2026 г. ИЯФ СО РАН совместно с Физическим институтом им. П. Н. Лебедева РАН (ФИАН) @lpi_ras запланировали совместное развитие инфраструктуры и методической базы исследований радиационного старения кремниевых фотоумножителей. Последние являются чувствительными элементами для регистрации фотонов и широко используются в системах современных детекторах для физики элементарных частиц (ФЭЧ).

Подробнее читайте в новости на нашем сайте
https://www.inp.nsk.su/novostipresse/35394-rossijskie-fiziki-sozdali-stend-dlya-issledovaniya-radiatsionnogo-stareniya-klyuchevykh-elementov-sistem-detektorov-rabotayushchikh-na-kollajderakh 
Установка VITA – ускорительный источник нейтронов для развития бор-нейтронозахватной терапии (БНЗТ). Фото Т. Морозовой.

https://max.ru/id5408105577_gos/AZ4kkpkyHc0