Отчет в формате WinWord, 186 Кб

Паспорт
Проекта Программы ОФН РАН
“Физика элементарных частиц и
фундаментальная ядерная физика”
1. Название
Московской
Проекта.
-
мезонной
Поиск
сверхузких
фабрике ИЯИ РАН
дибарионных
резонансов
на
(Проект ДИБАРИОН).
2. Руководитель Проекта. Е.С. Конобеевский.
3. Участники
Проекта
(ИЯИ,
Лаборатория
атомного
ядра),
количество
научных сотрудников – 7, число молодых сотрудников до 35 лет - 1.
4. Основные
В
результаты работы по Проекту в 2010 году
2009--2010
г.г.
разработана
программа
исследования
нейтрон-
нейтронного взаимодействия в реакции nd→pnn (совместно с НИИЯФ МГУ)[12]. Программа предусматривает эксперименты с одновременным определением
длин nn
будут
и
np рассеяния в двух геометриях (ВКС и RECOIL. Кроме того
проведены
измерения
в
геометриях
квазисвободного
нейтрон-
нейтронного и нейтрон-протонного рассеяния а также в геометрии SPACE
STAR,
в
которой
наиболее
сильно
проявляются
эффекты,
связанные
с
наличием трехнуклонных сил. Анализ полученных результатов будет проведен
сравнением с расчетами точного решения трехнуклонной задачи - уравнения
Фаддеева (совместно с группой В.И.Кукулина, НИИЯФ МГУ).
В соответствии с этой программой в 2010 г. проведена модернизация
экспериментальной установки Двухплечевой спектрометр, установленной на
нейтронном канале РАДЭКС Института ядерных исследований РАН. В работе
[3]
описана
рассеяния
ann
процедура
из
извлечения
данных
величины
экспериментального
нейтрон-нейтронной
исследования
длины
реакции
nd-
развала, проводимого на нейтронном пучке Института ядерных исследований
РАН. В эксперименте два нейтрона, образующиеся в реакции nd-развала,
регистрируются
годоскопом
нейтронных
детекторов
при
небольших
относительных углах ΔΘ для обеспечения условий взаимодействия в конечном
состоянии.
Длина
рассеяния
определяется
экспериментальной зависимости выхода реакции
двух нейтронов (ε)
путем
сравнения
от относительной энергии
с результатами численного моделирования при разных
значениях длины рассеяния.
Проведенное моделирование эксперимента позволило выбрать оптимальные
условия эксперимента, отработать методику определения величины длины nnрассеяния
и
оценить
влияние
различных
факторов
на
точность
ее
определения.
Анализ
полученных
в
результате
моделирования
данных
позволяет сделать вывод об оптимальном выборе углов разлета нейтронов.
Показано, что наименьшая статистическая ошибка
в определении длины nn-
рассеяния достигается при анализе зависимости выхода реакции n + d → p +
n + n от ε для углов разлета нейтронов 6° и 8° (рис. 1).
Рис. 1
На основании результатов моделирования была предложена и принята схема расположения
детекторов, в которой основными углами разлета являются углы 6° и 10°. Так на схеме для пяти
нейтронных детекторов (1,2,3,4,5) с базовым расстоянием ~40 см и расстоянием до мишени 380 см,
показанной на рис. 2, имеется 7 комбинаций детекторов с углом разлета 6° (1-2, 1-3, 2-3, 2-4, 3-4, 3-5,
4-5), 2 комбинации с углом разлета 10° (1-4, 2-5), и одна комбинация с углом разлета 12° (1-5).
Рис. 2
Для примера, использованная нами ранее линейная схема расположения 5
детекторов с шагом 2°, давала только две комбинации с углом разлета 6°,
и одну с углом
Кроме
разлета 8°.
изменения
схемы
углов
детектирования
была
создана
и
опробована в эксперименте система защиты нейтронных детекторов. Защита
создана из блоков борированного полиэтилена и осуществляет ослабление
рассеянного нейтронного излучения пяти нейтронных детекторов (рис. 2).
Защита сконструирована, изготовлена и установлена в экспериментальной
зоне нейтронного канала РАДЭКС. Создана лазерная система юстировки, как
всей системы защиты, так и нейтронных детекторов, расположенных внутри
защиты.
Проведена
юстировка
всех
нейтронных
установки детекторов по расстоянию
детекторов
с
точностью
10 мм, по углу 0.3°. Ослабление
нейтронного фона составляет не менее 5 раз, что уменьшает фон случайных
совпадений при регистрации двух нейтронов не менее 25 раз.
В
эксперименте
опробован
протонный
телескоп
из
двух
E детектора
(быстрая сцинтиллирующая пластмасса). Применение тонкого
(толщина
0.9
мм)
в
совпадении
с
E-детектором
детекторов
также
позволило
значительно снизить фон случайных совпадений. В систему сбора информации
введены каналы амплитудного анализа. Созданы программы сбора информации
с время-цифровых и амплитудно-цифровых преобразователей. В этом варианте
программы информация с 10 время-цифровых преобразователей (с двух концов
пяти время-пролетных нейтронных детекторов) и с двух амплитудно-цифровых
преобразователей (E
и
E амплитуды протонного детектора) записывалась
как единое событие при наличии строба (совпадение E-E).
Совместно с НИИЯФ МГУ
была создана и протестирована компьютерная
программа для расчета упругого n-d рассеяния и развала со стандартными
парными NN потенциалами, позволяющая включать до 20 каналов с различными
парциально-волновыми и спиновыми конфигурациями.
Данная
сокращения
быть
программа
времени
использован
данными.
была
использована
получения
в
Проведенные
конечного
дальнейшем
тестовые
для
для
определения
массива
данных,
сравнения
расчеты
с
позволили
возможности
который
может
экспериментальными
сделать
выводы
по
оптимизации аппаратных средств компьютера для вычислений, влияющих на
быстродействие расчетных программ.
Так,
ST3500418AS
использование
(скорость
R/W=14.53/2.96
мс,
вместо
вращения
стандартного
пластин:
чтение/запись:
7 200
R/W=118/116
винчестера
об/мин,
Мб/с)
время
Seagate
доступа:
твердотельного
винчестера
Kingston
SNVP325S2128GB
(время
доступа:
R/W=0.16/0.38
мс,
чтение/запись: R/W=223/179 Мб/с) позволяет сократить время счета на 18%,
а
программного
raid-массива
из
двух
таких
твердотельных
винчестеров
позволяет сократить время счета на 29%.
Также
критичным
оказался
выбор
компилятора
оптимизации
конечного
кода.
Так,
возможностей
компилятора
Intel
Visual
Fortran
по
сравнению
сократить
время
счета
на
64%
и
его
возможности
использование
оптимизирующих
Compiler
с
к
не
11
позволяет
оптимизирующей
компиляцией, а использование оптимизирующих возможностей компилятора PGI
Visual
Fortran
Compiler
10.6
позволяет
сократить
время
счета,
соответственно, на 44% по сравнению с не оптимизирующей компиляцией.
Таким
образом,
использование
оптимизирующих
возможностей
компилятора
Intel Visual Fortran Compiler 11 позволяет сократить время счета на 25%
по сравнению с использованием оптимизирующих возможностей компилятора
PGI Visual Fortran Compiler 10.6.
В
итоге,
за
счет
оптимизации
аппаратных
средств
компьютера
для
вычислений и выбора компилятора, удалось сократить время счета более чем
в
2
раза.
Для
вычислительной
увеличения
мощности
быстродействия
планируется
программ
организовать
и
повышения
распараллеливание
вычислений с использованием соответствующих возможностей компиляторов и
специализированного вычислителя nVidia TESLA 1060 с производительностью
~960 Мфлопс.
В
ноябре
2010
г.
проведен
сеанс
на
нейтронном
канале
РАДЭКС.
Опробована схема эксперимента по измерению квазисвободного np-рассеяния
в
реакции
интервале
развала
20-80
дейтрона
МэВ.
под
Протонный
действием
deltaE-E
нейтронов
телескоп
с
энергией
устанавливался
в
под
углом 51º, при этом нейтроны могли быть зарегистрированы в детекторах,
установленных
дейтериевой
под
углами
мишенью
CD2
33,
36
и
39º.
Измерения
(квазисвободное
проводились
np-рассеяние),
так
как
с
и
с
углеводородной мишенью CH2 (упругое np-рассеяние). В последнем случае
проводилось тестирование аппаратуры по реакции упругого np-рассеяния.
спектрах
протонов
и
нейтронов
наблюдались
пики,
В
соответствующие
кинематике исследованных двухчастичных реакций.
В сеансе были получены также предварительные данные по реакции ndразвала
в
геометрии
определения
длины
располагался
под
взаимодействия
nn-рассеяния.
углом
75º,
В
а
в
этом
пять
конечном
состоянии
с
случае
протонный
телескоп
нейтронных
детекторов
целью
были
установлены под углами в диапазоне 33-42º. Зависимость выхода реакции от
относительной энергии двух нейтронов получена для углов их разлета 6 и
10º и для различных энергий первичных нейтронов (30-70 МэВ). Однако
определение
нейтрон-нейтронной
длины
рассеяния
с
хорошей
точностью
требует большей статистики, и эти измерения будут продолжены.
1. E. Konobeevski, M. Mordovskoy, S. Potashev, V. Sergeev, S. Zuyev.
STUDY OF THE ND BREAKUP REACTION AT NEUTRON ENERGY OF 40-60 MEV,
International Journal of Modern Physics E 2010,
v.19,
N 5-6,
p. 1162-1169.
2. Е.С. Конобеевский, В.И. Кукулин, С.В. Зуев, М.В. Мордовской, В.Н.
Померанцев, С.И. Поташев, О.А. Рубцова, В.А. Сергеев, И.М. Шарапов,
Экспериментальное и теоретическое исследование параметров нейтроннейтронного взаимодействия и нейтрон-нейтронной длины рассеяния в
реакции n+d p+n+n в свете современных моделей ядерных сил,
Препринт ИЯИ РАН 2010, №1251, С. 1-18.
3. С. В. Зуев, Е. С. Конобеевский. ПРОЦЕДУРА ИЗВЛЕЧЕНИЯ ДЛИНЫ nnРАССЕЯНИЯ ИЗ ДАННЫХ О ВЫХОДЕ РЕАКЦИИ nd-РАЗВАЛА. Известия РАН, сер.
физич., 2010, т. 74, № 6, с. 793-797.
5.Публикации:
- реферируемые журналы (включая работы, принятые к печати)
 E. Konobeevski, M. Mordovskoy, S. Potashev, V. Sergeev, S. Zuyev.
STUDY OF THE ND BREAKUP REACTION AT NEUTRON ENERGY OF 40-60 MEV,
International Journal of Modern Physics E 2010,
v.19,
N 5-6,
p. 1162-1169.
 Е.С.Конобеевский, Ю.М.Бурмистров, С.В.Зуев, М.В.Мордовской,
С.И.Поташев. ОПРЕДЕЛЕНИЕ 1S0 НЕЙТРОН-НЕЙТРОННОЙ ДЛИНЫ РАССЕЯНИЯ В
РЕАКЦИИ ND-РАЗВАЛА ПРИ En=4060 МЭВ. Ядерная физика 2010, т. 73, № 8,
с. 1343–1349
 С.В.Зуев, Е.С.Конобеевский. ПРОЦЕДУРА ИЗВЛЕЧЕНИЯ ДЛИНЫ nn-РАССЕЯНИЯ
ИЗ ДАННЫХ О ВЫХОДЕ РЕАКЦИИ nd-РАЗВАЛА Известия РАН, сер.физ. 2010,
т. 74, №6, с. 782-786.
 E. S. Konobeevsky, L N. Latysheva, and N. M. Sobolevsky, Computer
Simulation of an Extracted Beam for the Neutron Generator of the
Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences,
BRAS: Physics, 2010, Vol. 74, No. 4, pp. 443–446.
 Е.С.Конобеевскоий, В.И.Кукулин, М.В.Мордовской, В.Н.Померанцев,
С.И.Поташев, О.А.Рубцова, В.А.Сергеев, С.В.Зуев, И.М.Шарапов,
“Определение длины нейтрон-нейтронного рассеяния из экспериментов по
nd-развалу: экспериментальные и теоретические аспекты”, Известия
РАН, сер.физ. 2011 (в печати).
 Е.С. Конобеевский, Л.Н. Латышева, Н.М. Соболевский, Р.Д. Илич,
ОПТИМИЗАЦИЯ КОНФИГУРАЦИИ КОЛЛИМАТОРА И ЗАЩИТЫ НЕЙТРОННОГО ГЕНЕРАТОРА
НГ-430, Известия РАН, сер.физ. 2011 (в печати).
 E. S. Konobeevski, M. V. Mordovskoy, I. M. Sharapov, S. I. Potashev,
S. V. Zuyev, “Extraction of neutron-neutron scattering length from
nn coincidence-geometry nd breakup data”, Nuclear Physics and
Atomic Energy 2011 (в печати).
ПРЕПРИНТЫ
 Е.С. Конобеевский, В.И. Кукулин, С.В. Зуев, М.В. Мордовской, В.Н.
Померанцев, С.И. Поташев, О.А. Рубцова, В.А. Сергеев, И.М. Шарапов,
Экспериментальное и теоретическое исследование параметров нейтроннейтронного взаимодействия и нейтрон-нейтронной длины рассеяния в
реакции n+d p+n+n в свете современных моделей ядерных сил,
Препринт ИЯИ РАН 2010, №1251, С. 1-18, Издательский отдел ИЯИ
РАН Москва.И.Фирсов
 А.В.Андреев, С.В.Акулиничев, Б.А.Бенецкий, Ю.А.Карпов,
Е.С.Конобеевский, В.М.Скоркин, В.И.Фирсов, Перспективы использования
мощных нейтронных генераторов в Институте ядерных исследований РАН.
Препринт ИЯИ РАН 2010, №1255, С. 1-12, Издательский отдел ИЯИ
РАН, Москва.
- доклады на конференциях и школах
1. E.S. Konobeevski, Study of neutron-neutron interaction in nd
breakup reaction at low energies // Приглашенный доклад 18th
INTERNATIONAL SEMINAR ON INTERACTION OF NEUTRONS WITH NUCLEI:
«Fundamental Interactions & Neutrons, Nuclear Structure, Ultracold
Neutrons, Related Topics» May 25-29, 2010, Dubna, Russia
2. E. S. Konobeevski, M. V. Mordovskoy, I. M. Sharapov, S. I. Potashev,
S. V. Zuyev, “Extraction of neutron-neutron scattering length from
nn coincidence-geometry nd breakup data”, Устный доклад на 3
International Conference Current Problems in Nuclear Physics and
Atomic Energy (NPAE-Kyiv 2010) June 7 - 12, 2010, Kyiv, Ukraine
3. Е.С.Конобеевский,
Л.Н.Латышева,
Н.М.Соболевский,
Р.Д.Илич,
ОПТИМИЗАЦИЯ КОНФИГУРАЦИИ КОЛЛИМАТОРА И ЗАЩИТЫ НЕЙТРОННОГО ГЕНЕРАТОРА
НГ-430,
Устный доклад
на 60 International Conference on Nuclear
Spectroscopy and Nuclear Structure “Nucleus 2010”
4. Е.С.Конобеевскоий,
В.И.Кукулин,
М.В.Мордовской,
В.Н.Померанцев,
С.И.Поташев,
О.А.Рубцова,
В.А.Сергеев,
С.В.Зуев,
И.М.Шарапов,
“Определение длины нейтрон-нейтронного рассеяния из экспериментов по
nd-развалу: экспериментальные и теоретические аспекты” Устный доклад
на 60 International Conference on Nuclear Spectroscopy and Nuclear
Structure “Nucleus 2010”.
6. Поддержка работы за счет грантов РФФИ, госконтрактов, внебюджетных
и прочих средств.
Получен Грант РФФИ № 10-02-00603-а “ Экспериментальное и теоретическое
исследование параметров нейтрон-нейтронного взаимодействия и нейтроннейтронной длины рассеяния в реакции n+d→p+n+n”
7. Адрес web-страницы Проекта.
8. Ожидаемые результаты в 2011 г. (не более 0.5 стр.)
 Включение в экспериментальную схему сбора данных дополнительных
каналов амплитудного анализа; исследование аппаратных функций и
калибровка протонных детекторов на пучках протонов с энергией 7-30
МэВ.
 Моделирование и экспериментальное определение эффективности
нейтронных детекторов, отработка схемы реконструкции энергетического
спектра первичных нейтронов канала РАДЭКС методом решения обратной
задачи.
 Получение новых данных о реакции nd развала в геометриях КСР и ВКС
при различных энергиях первичных нейтронов.
 Совместно с НИИЯФ МГУ создание компьютерных программ и проведение
расчетов процессов nd развала в геометрии КСР и ВКС; проведение
оптимизации времени счета программ с использованием соответствующих
возможностей компиляторов и специализированного вычислителя для
распараллеливания вычислений
Руководитель Проекта
Е.С. Конобеевский