Ученые Томского государственного университета и Института ядерной физики СО РАН собрали и протестировали первый координатный детектор на полупроводниках — Gintos, способный выдерживать очень высокие потоки энергии. Он будет установлен на исследовательской станции для изучения быстропротекающих процессов синхротрона «Сибирский кольцевой источник фотонов» (СКИФ).
Радиофизики ТГУ разработали сенсоры на основе арсенида галлия, компенсированного хромом. Данные сенсоры будут производить съемку со скоростью до 10 млн кадров в секунду.
Детектор позволит исследовать реакцию материалов на импульсные тепловые и механические нагрузки. Это необходимо для понимания процессов, которые будут происходить, например, в строящемся термоядерном реакторе при попадании раскаленной плазмы на вольфрамовую стенку. Также детектор позволит исследовать распространение ударных волн и других динамических процессов в микросекундном диапазоне.
«Полупроводниковые сенсоры преобразуют фотонный сигнал в электрический, а электроника регистрирует этот сигнал и передает изображение в компьютер. Количество кадров очень велико, поэтому результат съемки — это не отдельные изображения, а фильм», — пояснил руководитель команды разработчиков, завлабораторией детекторов синхротронного излучения ТГУ Олег Толбанов.
Как отмечают разработчики, на синхротронах в разных странах в основном используются кремниевые детекторы, однако на СКИФе будут проводиться эксперименты с излучением более высокой энергии, на которой у кремния низкая эффективность. Поэтому в качестве материала для сенсоров был выбран арсенид галлия, компенсированный хромом. Этот материал обладает повышенной радиационной стойкостью и чувствительностью к рентгеновскому излучению. Сенсоры на основе арсенида галлия позволяют работать с очень высокой энергией квантов, это дает возможность просвечивать более массивные объекты.
Ученые ТГУ и ИЯФ СО РАН планируют создать еще четыре детектора другого типа для станции изучения быстропротекающих процессов. Запуск самой станции изучения быстропротекающих процессов запланирован на 2025 год.
Новости ТГУ
Оценили 9 человек
16 кармы