Запущен самый чувствительный детектор для измерения радиоактивности
В подземной лаборатории Felsenkeller в Дрездене введён в эксплуатацию самый чувствительный детектор для измерения радиоактивности. Теперь можно анализировать образцы веществ и материалов с радиоактивностью в пределах 100 микробеккерелей, то есть образцы с радиоактивностью в 100 миллионов раз меньшей, чем имеется в организме человека. Информация о детекторе опубликована в журнале Astroarticle Physics.
Что такое темная материя? Что такое нейтрино? Как работают звезды и что на самом деле происходило во Вселенной в первые минуты после Большого взрыва? Чтобы ответить на эти вопросы, вам нужны очень чувствительные детекторы и много навыков. До сих пор только несколько лабораторий в мире могли проводить такие чувствительные измерения. Однако недавно в Германии был установлен сверхчувствительный детектор, который позволит исследователям в будущем найти ответы на эти вопросы.
После длительных опытно-конструкторских работ исследователи из Института физики ядер и элементарных частиц (Technische Universität Dresden) и Института радиационной физики (HZDR) ввели установку в эксплуатацию в подземной лаборатории Felsenkeller в Дрездене.
Отныне они смогут анализировать образцы веществ и материалов с радиоактивностью в пределах 100 микробеккерелей, то есть образцы с радиоактивностью в 100 миллионов раз меньшей, чем имеется в организме человека. Это ставит измерительную установку в лаборатории Фельзенкеллера в число самых чувствительных в мире приборов для измерения радиоактивности.
«Если вы хотите изучать редкие процессы и низкие активности в физике, вам в основном нужны две вещи: с одной стороны, много терпения, потому что процессы происходят редко, а с другой стороны, среда с такой же низкой активностью излучения, чтобы детектор не подвергался постоянному воздействию естественных источников излучения», — объясняет Штеффен Туркат, сотрудник TUD в лаборатории Фельзенкеллера.
С этой целью 45-метровая скальная толща в туннеле бывшего хранилища льда дрезденской пивоварни Felsenkeller защищает детектор от большей части космического излучения, но не от естественной радиоактивности окружающей среды. Поэтому исследователям пришлось защищать детектор с помощью сложной установки на основе бетонных стен с низким уровнем излучения, большого количества свинца и меди и так называемых детекторов вето. Только так эта высокочувствительная установка может функционировать и оценивать ядерные переходы в ценных образцах.
«Я особенно доволен большим количеством незапланированных запросов от заинтересованных коллег со всего мира, которые теперь хотели бы использовать детектор. Эти запросы быстро включают чрезвычайно ценные и редкие образцы, которые очень интересны с научной точки зрения, но их нельзя анализировать с помощью других детекторов. Детектор подобное автоматически создает новые связи и связи с другими интересными областями», — объясняет Штеффен Тюркат.
Профессор Кай Зубер из Технического университета Дрездена является научным руководителем лаборатории Фельзенкеллера и с нетерпением ждет возможности заняться своими собственными интересными исследованиями в физике за пределами Стандартной модели: «Меня особенно интересует двойной бета-распад и поиск для нарушения заряженных лептонов. Кроме того, я сосредоточен на изучении периодов полураспада радионуклидов. Новый детектор в Фельзенкеллере отлично подходит для этого».
Профессор Даниэль Беммерер, технический директор лаборатории Фельзенкеллера и руководитель группы ядерной астрофизики в HZDR, также в восторге от новых возможностей, предлагаемых детектором: «Теперь мы можем проводить активационные измерения для экспериментов по ядерному синтезу при энергиях, намного близких к реальным. энергии и температуры на нашем Солнце, чем это было возможно ранее. Это также создает новую синергию для ускорителя Фельзенкеллера».
В дополнение к новому детектору в самой глубокой подземной физической лаборатории Германии с 2019 года уже работает ионный ускоритель для изучения важнейших процессов внутри звезд.
Информация о детекторе опубликована в журнале Astroarticle Physics.
