Кафедра 7 НИЯУ МИФИ

Кафедра №7 Экспериментальная ядерная физика и космофизика

Национальный Исследовательский Ядерный Университет МИФИ

Наука / Научный портал / О некоторых научных направлениях

Разработка магнитных экранов

Радиационная лаборатория

В научной аппаратуре, применяемой в современных физических экспериментах и установках прикладного назначения, используются детекторы, чувствительные к воздействию постоянных магнитных полей. Например, в ускорительных установках (ATLAS CERN), широко используются фотоэлектронные умножители (ФЭУ), весьма чувствительные к воздействию магнитных полей, которые соседствуют со сверхпроводящими магнитами, создающими магнитные поля с напряженностью в несколько Тесла (104 Гаусс). Аналогичная ситуация наблюдается и в приборах, устанавливаемых на космические аппараты. Например, в эксперименте «ПАМЕЛА», который является магнитным спектрометром, используется магнитная система на основе сильных постоянных магнитов. В ядерной медицине в установках для магнитно-резонансной томографии также имеются постоянные магниты, которые оказываются влияние на ФЭУ.

Одним из недостатков ФЭУ является их чувствительность к внешним магнитным полям, которые приводят к уменьшению амплитуды сигнала. В Радиационной лаборатории кафедры №7 НИЯУ МИФИ совместно с Научно-практическим центром по материаловедению Национальной академии наук Беларуси ведутся работы по исследованию многослойных пленочных экранов (МПЭ) для уменьшения влияния магнитных полей на чувствительные приборы. На рисунке 1 представлен кожух фотоэлектронного умножителя, покрытого МПЭ, в сравнении с незащищенным вариантом.

Рисунок 1. Кожуха ФЭУ, покрытого электромагнитным экраном на основе многослойных пленочных структур (кожух вверху) и без магнитного экрана (кожух внизу).

Рисунок 2. Фотография прототипа сцинтилляционного телескопа для работы в космосе с использованием фотоэлектронных умножителей с защитными экранами от магнитных полей.

На рисунках 3 и 4 представлены результаты измерений амплитуды сигнала ФЭУ с применением МПЭ и без защиты в магнитном поле различной напряженности.

Рисунок 3. Амплитуда сигнала фотоэлектронного умножителя без защиты от постоянного магнитного поля.

Рисунок 4. Амплитуда сигнала фотоэлектронного умножителя, защищенного экраном на основе многослойных пленочных структур.

На основе измерений можно сделать вывод, что применение МПЭ значительно уменьшает влияние постоянны магнитных полей на работы ФЭУ.


Экраны на основе многослойных пленочных структур позволяют использовать ФЭУ при магнитных полях до 4 мТл (40 Гс) без изменения технических характеристик, что дает возможность успешно применять их в бортовой научной аппаратуре космических аппаратов и наземных экспериментах, особенно на современных ускорителях заряженных частиц.



Рисунок 5. Фотография пластикового кожуха без экрана (снизу), ФЭУ Hamamatsu R7899 и кожуха с нанесенным многослойным пленочным экраном (сверху)..

Если Вам интересна разработка и создание магнитных экранов, обращайтесь к руководителю Радиационной лаборатории Дмитренко Валерию Васильевичу - vvdmitrenko@mephi.ru, кабинет Э-121.