Институт

Службы

Направления

Архив




Инфоресурсы

Установка для распознавания грозовых аномалий (УРАГАН)

В 2002 году была начата разработка новой регистрирующей системы для верхнего координатного детектора. Старая система проектировалась для исследования редких событий и была не в состоянии обрабатывать полный поток атмосферных мюонов. Эти работы проводились при поддержке Департамена науки и промышленной политики Правительства г.Москвы и Московского комитета по науке и технологиям. В 2002 году была разработана структура новой системы регистрации, в 2003 году - специализированная микросхема двухканального усилителя-формирователя и плата быстрого считывания на 16 каналов. В 2004 - 2006 годах был разработан и создан многоканальный измерительный комплекс, превращающий верхний коорддинатный детектор ДЕКОР-В в установку УРАГАН. При этом была изменена структура расположения стримерных камер в супермодулях: была уменьшена толщина пенопласта между плоскостями камер с 10 до 5 см и ликвидировано отклонение считывающих стрипов от взаимно ортогонального расположения. В результате был создан уникальный мюонный годоскоп, супермодули которого были последовательно введены в эксплуатацию в 2005, 2006 и 2007 годах.

Годоскоп (см. рис.) состоит из отдельных горизонтальных супермодулей, площадью 11.5 кв.м. каждый, расположенных на крышке водного черенковского детектора НЕВОД (173 м над уровнем моря). Каждый супермодуль состоит из восьми слоев газоразрядных камер, оснащенных системой внешних считывающих полосок-стрипов (2560 X + 2304 Y каналов в одном супермодуле) с шагом 1.0 см и 1.2 см в проекциях X и Y соответственно. Слои камер разделены пенопластовыми пластинами толщиной 5 см. Слой представляет собой сборку из 20 стримерных камер, каждая из которых состоит из 16 трубок квадратного сечения 9х9 кв.мм. и длиной 3.5 м, заключенных в один пластиковый корпус. Камеры работают в режиме ограниченного стримера, который обеспечен выбором специальной трехкомпонентной газовой смеси (аргон, углекислый газ и n-пентан) и соответствующим рабочим напряжением. Заряженные частицы (мюоны), проходящие через газовые камеры, вызывают стимерный разряд, который индуцирует сигналы на X и Y стрипах. Каждый супермодуль размещается на отдельной подвижной платформе, что позволяет менять положение супермодулей относительно друг друга и детектирующей системы черенковского водного детектора НЕВОД.

 

 

Системы триггирования и сбора данных годоскопа имеют распределенную многоуровневую архитектуру. Основным элементом системы сбора данных годоскопа является специально разработанная плата быстрого считывания, которая обеспечивает усиление, дискриминацию, формирование, хранение сигналов и последовательную передачу данных с 16 стрипов. Каждый супермодуль содержит 160 X и 144 Y считывающих плат и 8 кросс-плат для соединения линий сигналов и подачи питания. Триггерный сигнал плоскости формируется считывающими платами при срабатывании любого X-канала в данной плоскости. Условие выработки триггера для измерительной системы супермодуля – приход сигналов срабатывания по меньшей мере от четырех разных плоскостей в течение 300 нс. Средний темп счета одного супермодуля составляет около 1700 событий в секунду. Отклик супермодуля содержит информацию о срабатывании стрипов в обеих (X и Y) проекциях. Параметры треков (два проекционных угла) реконструируются в режиме реального времени и накапливаются в двумерном массиве в течение минутного интервала. Такой массив данных (матрица) представляет собой «мюонную фотографию» верхней полусферы с минутной экспозицией. Алгоритм реконструкции обеспечивает регистрацию мюонов с высоким пространственным и угловым разрешением (около 1 см и 0.8° соответственно) в широком диапазоне зенитных углов (от 0° до 84°). Для уменьшения ошибок реконструкции в рассмотрение принимаются только треки, прошедшие через верхнюю и нижнюю плоскости (т.е. треки, пересекающие все восемь плоскостей). Это условие уменьшает темп счета супермодуля примерно на 13%. Эффективность реконструкции событий более 90%; одноминутная матрица содержит примерно 8x104 реконструированных событий.

Более подробную информацию о мюоном годоскопе УРАГАН можно найти в следующих публикациях:

  1. Н. С. Барбашина и др. Широкоапертурный мюонный детектор для диагностики атмосферы и магнитосферы Земли. Известия РАН. Серия физическая. т.71 №7, с.1072.
  2. D. V.Chernov et al. Experimental setup for muon diagnostics of the Earth's atmosphere and magnetosphere (the URAGAN project). Proc. 29th ICRC, Pune, 2005. V.2. P. 457.

Данные УРАГАН доступны в режиме реального времени по ссылке http://nevod.mephi.ru/uragan_data.htm.

Текст статьи взят с http://nevod.mephi.ru/uragan.htm.