Молодежные гранты ОИЯИ 2021: Елизавета Черепанова

Елизавета Черепанова | Фото Ирины Сидоровой

— 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? 

Новости лаборатории