Эксперимент на ускорителе электронов в НИИЯФ МГУ

Несмотря на то, что эффект генерации звука ионизирующим излучением изучается уже 30 лет, некоторые проблемы остаются пока нерешенными. В частности, форма акустического сигнала, наблюдавшаяся в разных экспериментах, была различной и не всегда соответствовала модельным предсказаниям. Учитывая также недостаток экспериментальных данных, полученных на электронах, в НИИЯФ МГУ была создана установка по исследованию акустических эффектов, создаваемых пучком электронов в воде. С целью всестороннего исследования проблемы было проведено моделирование потерь энергии пучком электронов в воде. Основной задачей являлась проверка терморациационной модели генерации звука на основании сравнения акустического поля, создаваемого пучком, с пространственным распределением энерговыделения.

Постановка эксперимента

Эксперименты проводились на импульсном разрезном микротроне RTM70 НИИЯФ МГУ. Всего было проведено два эксперимента. Энергия электронов в первом эксперименте составляла 50 МэВ, во втором - 70 МэВ, длительность импульса ускорителя варьировалась в пределах от 7 до 9 мкс. Ток пучка контролировался с помощью трансформаторного датчика и составлял от 1 мА до 2.5 мА. Суммарное энерговыделение в импульсе составляло по порядку величины 1018 эВ. Более подробно параметры пучка проанализированы в описании результатов эксперимента.

В качестве среды, в которой возникало исследуемое ультразвуковое поле, использовалась дистиллированная вода, заполнявшая бассейн из оргстекла. Бассейн имел форму параллелепипеда размерами 50,8 х 52,3 х 94,5 см. На рис. 8 представлен эскиз бассейна с необходимыми для анализа данных размерами. Уровень воды в эксперименте составлял около 40 см, ее средняя температура была равна 21њС в первом эксперименте и 24њС во втором эксперименте. При этом возможное локальное увеличение температуры в результате прохождения пучка не контролировалось. Размеры бассейна были достаточными, чтобы при анализе данных разделить прямой сигнал от пучка и сигналы, отраженные от стенок. Пучок электронов вводился в центр измерительного объема через дюралюминиевую трубу диаметром 59 мм, длиной 460 мм и толщиной стенки 1.5 мм, вмонтированную в стенку бассейна и закрытую заглушкой из тефлона толщиной 2 мм.

Проведенные эксперименты описаны в статье на сайте "Элементы большой науки"