На создаваемом в Объединенном институте ядерных исследований ускорительном комплексе NICA будут ускоряться протоны и ионы химических элементов широкого спектра: дейтроны, ядра углерода и другие, вплоть до золота. При этом с помощью мегасайенс-комплекса уже сейчас можно получать на выходе различные типы частиц, в том числе нейтроны намного более высоких энергий, чем на реакторе ИБР-2 и установке ИРЕН в Лаборатории нейтронной физики.

Нейтроны высоких энергий, в свою очередь, можно использовать для всестороннего испытания нейтронных детекторов, которые будут применяться на ускорителях ОИЯИ и в других научных центрах мира.

Разработка детекторов регистрации нейтронов дает дополнительную важную информацию для целей фундаментальной науки. Нейтроны, как и другие частицы, активно исследуются учеными; они несут информацию о взаимодействиях, которые будут изучаться, в частности, на ускорительном комплексе NICA. Всестороннее тестирование нейтронных детекторов заключается в проверке их работоспособности и определении характеристик, таких, как КПД, коэффициенты перевода сигналов с детектора в энергию, координаты и т.д. Кроме того, исследование детекторов включает в себя нахождение их оптимальных режимов работы для использования в конкретных задачах.

Тестирование нейтронных детекторов на выводе пучка из Нуклотрона в зоне установки МАРУСЯ (Магнитный радиационный универсальный спектрометр) ведется в ОИЯИ с 2011 года. Начальник Сектора теоретической и методической поддержки проектов Научно-экспериментального отдела физики тяжелых ионов на LHC Лаборатории физики высоких энергий ОИЯИ д. ф.-м. н. Антон Балдин пояснил, что МАРУСЯ была запущена в 90-е годы и служила для задач фундаментальной науки.

«Канал МАРУСЯ состоит из двух частей. Одна часть состоит из магнита и двух линз и представляет собой самостоятельный магнитооптический спектрометр, который может вращаться вокруг мишени. Магнит доворачивает пучок частиц из Нуклотрона дальше по каналу вывода пучка», – рассказал он. К настоящему времени на основе установки МАРУСЯ была создана тестовая зона детектора SPD, которая может быть использована также для испытания как нейтронных детекторов, так и детекторов заряженных частиц. Фактически же проверку работоспособности детекторов возможно проводить на всем протяжении канала вывода пучка из Нуклотрона (126 метров).

Тестированию нейтронных детекторов посвящен препринт ОИЯИ 2019 года, в котором группа авторов показала, как проводятся эти испытания при ускорении дейтронов в диапазоне энергий от сотен МэВ до нескольких ГэВ. Подробнее о такого рода исследованиях рассказал соавтор статьи, научный сотрудник сектора корреляционных исследований ЛФВЭ Дмитрий Дряблов.