نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی امیرکبیر

2 دانشگاه شهید بهشتی

3 دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی

4 دانشگاه اصفهان

10.24200/nst.2022.1049.1707

چکیده

امروزه آشکارسازی پادنوترینوی رآکتور مورد توجه زیادی است، چون می‌تواند جهت برآورد وضعیت برن‌آپ و ویژگی‌های مصرف سوخت از راه دور استفاده شود. معمولاً اندازه‌گیری نوترینو، براساس واکنش واپاشی بتای معکوس نوترینو با پروتون (اتم هیدروژن) در مواد سوسوزن انجام می‌شود. در این پژوهش، آشکارساز سوسوزن ایراند با طراحی قطعه‌بندی‌شده توسعه یافته و نمونه‌ی مقیاس‌شده‌ی آن با عنوان می‌نی‌ایراند ساخته شده است.
اندازه‌گیری نوترینو با چالش‌هایی مواجه است؛ از جمله این‌که عوامل مداخله‌گر در اندازه‌گیری نوترینو باید به خوبی شناسایی و از سیگنال‌های اصلی جدا شوند که میون‌های کیهانی از جمله مهم‌ترین آنها به شمار می‌روند. این امر ایجاب می‌کند که شناخت دقیقی از پاسخ آشکارساز به میون‌های کیهانی حاصل شود. در این پژوهش با استفاده از ابزار جینت۴ و شبیه‌سازی مونت کارلو، رفتار میون در آَشکارساز می‌نی‌ایراند از جنبه‌های مختلف بررسی شده است. با اندازه‌گیری تجربی به مدت ۲۱ روز، رویدادهای مربوط به میون شناسایی شده و ویژگی‌های آن‌ها تعیین میشوند. اجرای آزمایش با توسعه‌ی یک سیستم داده‌برداری دیجیتال مخصوص و توسعه‌ی الگوریتم‌های پردازشی مناسب صورت گرفته است. نتایج حاصل، برآوردی از طیف رویدادهای آنی (طیف میشل) و تأخیری (طیف لاندائو) را به دست می‌دهد. مطابقت نتایج تجربی و شبیه‌سازی، نشانگر صحت روند طی شده در بخش‌های شبیه‌سازی و تجربی است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Simulation and Measurement of Interfering Cosmic Muons in Mini-IRAND

نویسندگان [English]

  • Mohammad Javad Safari 1
  • Elham Taghavi 2
  • Sahar Hadavandi 3
  • Hamed Rouhi 4
  • Soroush Mohtashami 1
  • Mohammad Reza Ghorbani 2
  • Zahra Shahbazi Rad 2

1 دانش آموخته دکترا

2 دانشجوی دکترا

3 دانشجوی دکترا

4 دانشجوی دکترا

چکیده [English]

Reactor antineutrino detection is of interest today because it can be used to estimate burnup status and fuel consumption characteristics, remotely. Neutrino measurements are usually based on the inverse beta decay reaction of neutrinos with protons (hydrogen atoms) in scintillation materials. In this context, the IRAND scintillator detector has been developed with a segmented design and a scaled sample of it has been developed which refered to as mini-IRAND.
Neutrino measurements face challenges; In particular, interfering factors in neutrino measurements need to be well identified and separated from the main signals, of which cosmic muons are one of the most important. This requires an accurate understanding of the detector response to cosmic muons. In this study, the Giant 4 tool was used to study the muon behavior in mini-IRAND detector. Also, cosmic muons were measured for 21 days by mini-IRAND detector and their characteristics were determined. The experiment was carried out with the development of a special digital data collection system and the development of appropriate processing algorithms. The results provide estimates of the instantaneous events (Michel spectrum) and the delay events (Landau spectrum). Consistency of experimental and simulation results indicates the accuracy of the process.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Antineutrino detection
  • Cosmic muon
  • Michel spectrum
  • Landau distribution
  • Mini-IRAND detector