Отчет о научно-исследовательской работе нейтринная астрофизика, нейтринная, гамма и гравитационно-волновая астрономия, физика космических лучей, физика и техника нейтринных телескопов в низкооновых подземных и подводных лабораториях (стр. 32 )

В эксперименте по поиску 2К-захвата 124Xe с использованием большого медного пропорционального счётчика, заполненного ксеноном, содержащим изотоп 124Xe, набрана статистика за ~5500 часов. Искомого эффекта не обнаружено, что даёт  предел на период полураспада на уровне ~T1/2 ≥ 7*10^21 лет.

В Южной Корее основна коллаборация AMORE, которая проводит эксперимент по поиску безнейтринного двойного бета распада 100Mo. В задачи сотрудников ИЯИ РАН в этой коллаборации входит измерение содержания радиоактивных примесей в сырье для производства кристаллов и готовых образцах, а также в различных конструкционных материалах.

Для исследования вариаций потока тепловых нейтронов в подземной лаборатории Баксанской нейтринной обсерватории НЛГЗ-4900 собрана установка, состоящая из четырёх детекторов тепловых нейтронов. Набрана статистика за ~4.2 года измерений. Сезонная вариация потока тепловых нейтронов составляет не менее 5% от среднегодового значения.

Одним из основных источников фонового излучения во всех низкофоновых экспериментах является изотоп 222Rn, присутствующий в воздухе лабораторных помещений, и его дочерние продукты распада. Для прямого метода контроля содержания радона в воздухе была создана цилиндрическая воздушная импульсная ионная ионизационная камера (ЦВИК) с рабочим объёмом ~3 л, обеспечивающая при давлении 620 мм рт. ст.  энергетическое разрешение 1.7 % при регистрации б-частиц с энергией 5.49 МэВ от распада 222Rn. Изготовлены 3 камеры. Разработана схема и конструкция мобильного Rn-монитора с ЦВИК. Завершены комплектация и изготовление трёх приборов. Проводятся испытания и выпускная наладка первого экземпляра.

В исследовании вариации периода полураспада ядра 214Ро обнаружены годовая вариация с амплитудой А=(9.8±0.6)∙10-4 и суточные вариации в солнечном, лунном и звёздном времени с амплитудами солнечно-суточная вариация  с амплитудой АС=(5.3±0.3)∙10-4, лунно-суточная вариация с амплитудой АЛ=(6.9±2.0)∙10-4 и звёздно-суточная вариация с амплитудой АЗ=(7.2±1.2)∙10-4. Показано, что вариации микроклиматических параметров не могут быть причиной вариаций периода полураспада.

В течение 2016 г полностью введена в строй вторая фаза эксперимента Герда. В результате использования анализа формы сигнала детекторов и антисовпадений с сцинтилляционным сигналом от окружающего жидкого аргона индекс фона понижен в 10 раз по сравнению с фазой 1 и достигнут величины 10-3 /кэВ. кг. год, что является уникальным достижением. К настоящему моменту на основе экспозиции 10,8 кг. год для периода двойного безнейтринного бета распада изотопа Ge-76 получен верхний предел Т1/2 >4·1025 лет, что является наилучшим мировым достижением.

Создана установка по измерению содержания радиоуглерода 14С в образцах жидкого сцинтиллятора. Проведены первые измерения со сцинтиллятором на основе отечественного ЛАБа. Значение фона в диапазоне 200-300 кэВ составляет 1.5–2 события в час, значение 14С/12C = (3.3 ± 1.1)Ч10-17.

Разработан метод измерения собственной радиоактивности сцинтиллятора по коррелированным распадам 212Bi-212Po от цепочки тория с характерным временем между событиями до 1000 нс и 214Bi-214Po от цепочки урана во временном окне до 15 мкс. Полученная методика комплексного исследования образцов сцинтиллятора позволяет выбрать растворитель для полномасштабного детектора объёмом 104 м3 с пониженным содержанием 14С.

Завершён монтаж гравитационного детектора ОГРАН на пикете ПК-14 - месте постоянной подземной дислокации данной установки. Главным достижением отчётного периода явился монтаж зеркал высокой технологии с рекордной отражательной способностью (резкость 30 тыс.)  и малыми потерями.  Измерена спектральная плотность шума детектора и проведён тест силовой калибровки, с использованием модельного сигнала, имитирующего гравитационное волновое воздействие. Данные демонстрируют достижение чувствительности близкой к проектной. Введение активной термостабилизации детектора на уровне сотых долей градуса позволит перейти в режим долговременного мониторинга гравитационного фона.

Совместно с ПРАО ФИАН и ЛАЯ ИЯИ составлен проект использования высокочувствительного радиотелескопа БСА ФИАН в качестве пилотной установки для разработки метода детектирования импульсов радиоизлучения метровых длин волн от каскадов, возникающих при взаимодействии космических лучей (протонов, нейтрино) предельно высоких энергий с веществом лунного реголита. Для выполнения подобной работы будет также использована антенная система широкоугольного радиотелескопа метровых волн, создаваемого в ПРАО ФИАН.

Проведена реконструкция и тестирование электронного блока аналогового тракта для 4-х канальной гидроакустической антенны глубоководного автономного измерительного модуля для измерения коэффициента Грюнайзена.

Полученные результаты находятся на уровне лучших мировых или превышают их и представляют собой существенное продвижение в фундаментальных исследованиях природных явлений.