2021 JINR Grants for Young Scientists: Elizaveta Cherepanova

— Елизавета, расскажите, пожалуйста, немного о себе.

Я начала работать в ОИЯИ одновременно с началом магистратуры в МФТИ: осенью 2017 года. Защитила диплом магистра в ЛЯП под руководством Георгия Александровича Шелкова. Моя дипломная работа посвящена изучению радиационного фона в шахте детектора ATLAS на Большом адронном коллайдере в CERN с использованием полупроводниковых пиксельных детекторов системы ATLAS-GaAsPix с сенсорами из арсенида галлия (GaAs) и микросхемой Timepix.

После окончания магистратуры я продолжила эти исследования. Позже прибавились работы из других областей применения пиксельных детекторов, в частности из томографии. С лета 2019 года я участвую в физическом анализе данных коллаборации ATLAS.

— Какие проекты и работы за прошлый и текущий год Вы включили в заявку на грант?

В заявку на грант я включила работы, касающиеся различных применений полупроводниковых пиксельных детекторов. Одно из них -— упомянутое исследование радиационного фона в шахте детектора ATLAS. Детекторы системы ATLAS-GaAsPix были установлены в шахту Большого адронного коллайдера детектора ATLAS в 2016-2017 годах. На тот момент там уже функционировала система детекторов ATLAS-TPX, основным отличием которой было использование кремниевых (Si) сенсоров. Применение GaAs в наших детекторах имеет ряд преимуществ по сравнению с Si. Главное преимущество, которое легло в основу одного из методов оценки нейтронного фона, — способность GaAs активироваться нейтронами. Разработанный метод позволяет производить оценку уровня радиационного фона от нейтронов на основе анализа распадных кривых изотопов As и Ga.

Предложенная методика никак не использует информацию о форме и размерах треков частиц, оставляемых в пиксельных детекторах, которая позволила бы лучше понять структуру радиационного фона в шахте. Поэтому одной из задач стала разработка алгоритма реконструкции треков в так называемых twin-детекторах, представляющих собой сборку из двух детекторов, у которых сенсоры расположены один над другим.

Второй задачей стало уточнение полученных результатов путем облучения детекторов системы ATLAS-GaAsPix на реакторе ИБР-2.

Другая область применения пиксельных детекторов — мультиэнергетическая компьютерная томография. В заявку гранта была внесена задача по настройке и калибровке детекторов Medipix3RX c Si и теллурид-кадмиевым (CdTe) сенсорами для проведения измерений в рентгенозащищенном шкафу Калан-2. Задача включала в себя проектирование внутренних креплений элементов установки, создание программного обеспечения для управления ее частями, проведение собственно измерений и разработку методик изучения состава сканируемых образцов.

— Как вы оцениваете предварительные итоги работ по гранту на 2021 год?

Я считаю, что предварительные результаты работы хорошие. По анализу радиационного фона опубликована статья в начале этого года. Был получен патент на разработанный в ходе исследований способ измерения интенсивности радиационного излучения неизвестного состава. Созданы первые алгоритмы для выделения MIP-частиц, проходящих через оба сенсора сдвоенных детекторов. К сожалению, пришлось отменить измерения с использованием ИБР-2. На это повлиял как коронавирус, так и изменение приоритетов работы внутри группы.

Рентгенографический шкаф Калан-2 полностью оборудован, написаны программа управления рентгеновской трубкой и программа для обработки данных с детектора Medipix3RX. Начата и продолжается разработка методик исследования компонентного состава материалов.

— Планируете ли подаваться на грант 2022 года?

Пока думаю. Работы по проекту все еще остается много. Но, может быть, стоит дать возможность другим получить грант? 

Фото Ирины Сидоровой.

News of the laboratory