Молодежные гранты ОИЯИ 2021: Дмитрий Федосеев
Мы завершаем серию материалов о победителях конкурса на соискание грантов для молодых ученых и специалистов ОИЯИ за 2021 год и надеемся, что она вдохновила сотрудников нашей Лаборатории подать заявки на конкурс 2022 года.
О своей работе и проектах, включенных в грантовую заявку, рассказывает инженер-электроник Сектора методических исследований Научно-экспериментального отдела физики элементарных частиц ЛЯП ОИЯИ Дмитрий Федосеев.
— Дмитрий, расскажите, пожалуйста, немного о себе.
Я родился и вырос в Дубне. Знакомство с основами будущей профессии проходило, как и у многих моих коллег, в местном клубе юных техников (КЮТ), в число преподавателей которого входили и сотрудники ОИЯИ, готовые делиться бесценным опытом с подрастающим поколением. Моим наставником, заложившим фундамент профессиональных интересов, стал доктор технических наук Юрий Иванович Романов — высококвалифицированный специалист, автор ряда изобретений, талантливый, широко образованный человек. Под его мудрым руководством мы учились читать схемы, разбирали принципы работы разных механизмов, разводили и самостоятельно изготавливали печатные платы, собирали и настраивали свои электронные устройства.
После окончания средней школы я поступил в МИРЭА по специальности «Промышленная электроника». А вскоре, в 2006 году, будучи студентом начальных курсов, пришел на работу в ОИЯИ сначала в должности лаборанта, а спустя некоторое время стал инженером.
Дмитрий Федосеев | Фото Ирины Сидоровой
С самого начала трудовой деятельности в ЛЯП я занимался разработкой и изготовлением различных приборов, приспособлений и деталей, необходимых для проведения работ по тестированию и изучению характеристик ФЭУ, полупроводниковых фотодетекторов, а также детекторов частиц на их основе. Принимал участие в работах по созданию калориметра для COMPASS: от отработки отдельных технических решений, тестирования различных элементов конструкции, узлов, прототипов, до окончательной сборки детектора в ЦЕРН. Это требовало решения широкого круга задач — помимо работ по проектированию, выполнялось множество сопутствующих радиомонтажных работ, работ по изготовлению механических деталей, узлов стендов и детекторов. В том числе с использованием металлорежущих станков, навыкам работы на которых я обучался у квалифицированных специалистов наших мастерских. Несомненно, эти навыки являются серьёзным подспорьем как для инженера, так и для экспериментатора, занятого прикладными задачами, позволяя выполнять их на ином, более высоком техническом уровне.
Затем наш коллектив подключился к работам по детекторам для нейтринной физики, проектам JUNO, TAO, NOvA, DUNE. Было создано оборудование (сканирующие станции) для изучения зонных характеристик крупных, двадцатидюймовых ФЭУ для эксперимента JUNO. В рамках этой деятельности я занимался разработкой поворотной механической части, удерживающей ФЭУ, сканирующего узла, а также электронного оборудования для считывания сигнала, счёта импульсов, управления работой импульсных источников света, приводов и т.д. В настоящее время я участвую в работах по созданию светосчитывающей системы жидкоаргонных TPC для эксперимента DUNE, подготовке стенда для тестирования матриц SIPM для ТАО. Моя зона ответственности – front-end электроника системы считывания света. Основными элементами системы являются LCM – светособирающие модули, пластины с зафиксированными на них спектросмещающими волокнами. На поверхность волокон наносится покрытие из тетрафенилбутадиена (TPB) либо из аналогичного вещества, обеспечивающего возможность регистрации сцинтилляций, возникающих в жидком аргоне. Торцы волокон собираются в пучки и сочленяются с фотодетекторами – SiPM. Последние формируют электрические сигналы, поступающие на входы предварительных усилителей. Платы предусилителей размещены в непосредственной близости от светосчитывающих модулей и плат системы считывания заряда в камере с жидким аргоном, что накладывает жесткие требования по надёжности, габаритам и рассеиваемой мощности. Электрические сигналы от предварительных усилителей, пройдя через сборки микрокоаксиальных кабелей, поступают на входы основных усилителей с переменным коэффициентом усиления и далее на АЦП. Подготовленная в начале года 96-канальная система считывания света была успешно протестирована в составе прототипа Module 0. Работы по тестированию модуля были проведены в Бернском университете, после чего модуль переправили в Фермилаб. Сейчас ведётся подготовка усовершенствованного оборудования для следующего прототипа – Module 1. В дальнейшем наш коллектив планирует приступить к подготовке производства оборудования на 8000 каналов.
— Какие проекты и работы за прошлый и текущий год вы включили в заявку на грант?
В заявке на 2021 год были указаны работы по NOvA/DUNE и JUNO/TAO: они достаточно объёмные, будут продолжаться и в следующем году.
— Как вы оцениваете предварительные итоги работ по гранту на 2021 год?
Несмотря на то что нелёгкая эпидемиологическая обстановка внесла свои коррективы и порой приходилось прибегать к удалённой работе, предварительные итоги достаточно хорошие: тестирование ФЭУ для JUNO находится на завершающем этапе. Был собран собственный стенд для исследования работы светособирающих модулей и покрытий в жидком аргоне без отправки в Берн, смонтирован и протестирован первый прототип камеры Module 0. По результатам тестов были внесены необходимые доработки в конструкцию следующего прототипа – Module 1. Готовимся к новому тестированию.
— Планируете ли подаваться на грант 2022 года?
Да, я планирую подавать заявку на грант 2022 года. В планах проведение дальнейших работ по светосчитывающей системе ArgonCube – подготовке к производству front-end – электроники объемом 8000 каналов, участие в разработке и тестировании полноразмерных прототипов. Также планируется создание стенда массового тестирования матриц SIPM для проекта ТАО. Все эти работы, несомненно, потребуют серьезной инженерно-технической поддержки.
