2023, Родионов, И. А., Елохин, А. П., Рахматулин, А. Б., Маджидов, А. И., Улин, Сергей Евгеньевич, Шустов, Александр Евгеньевич, Елохин, Александр Прокопьевич, Маджидов, Азизбек Истамович, Рахматулин, Александр Борисович

Авария на АЭС Фукусима выявила определенный недостаток традиционных методов регистрации ионизирующего излучения с помощью автоматизированной системы контроля радиационной обстановки, поскольку в условиях развития аварии на АЭС посты системы контроля в результате цунами были повреждены (23 из 24), что не позволило на ранних этапах оценить степень радиоактивного загрязнения местности. В подобных условиях наиболее перспективным методом радиационного контроля, осуществляемого на потенциально опасном участке местности, является бесконтактный метод с использованием беспилотного дозиметрического комплекса (БДК), применение которого позволило бы уменьшить риск облучения дополнительными дозовыми нагрузками персонала, осуществляющего поисковые и разведывательные работы, и дополнительно обеспечить руководство не только информацией относительно радиоактивного загрязнения окружающей среды, но и непосредственно предоставить результаты визуального осмотра территории. Однако, помимо оборудования, используемого для определения радиационного фона (детекторы, спектрометры, радиометры и т.д.), важную часть БДК представляет собой организация дозиметрического комплекса и способ передачи информации. На примере радиомодулей NRF представлен возможный вариант канала передачи данных от дозиметрического комплекса, установленного на БДК, на персональный компьютер оператора.

2019, Ahdida, C., Albanese, R. M., Alexandrov, A., Anokhina, A., Atkin, E., Dmitrenko, V., Etenko, A., Filippov, K., Gavrilov, G., Grachev, V., Kudenko, Y., Novikov, A., Polukhina, N., Samsonov, V., Shustov, A., Skorokhvatov, M., Smirnov, S., Teterin, P., Ulin, S., Uteshev, Z., Vlasik, K., Аткин, Эдуард Викторович, Дмитренко, Валерий Васильевич, Этенко, Александр Владимирович, Грачев, Виктор Михайлович, Куденко, Юрий Григорьевич, Полухина, Наталья Геннадьевна, Шустов, Александр Евгеньевич, Скорохватов, Михаил Дмитриевич, Смирнов, Сергей Юрьевич, Тетерин, Пётр Евгеньевич, Улин, Сергей Евгеньевич, Утешев, Зияэтдин Мухамедович, Власик, Константин Федорович

© 2019 CERN.This paper presents a fast approach to simulating muons produced in interactions of the SPS proton beams with the target of the SHiP experiment. The SHiP experiment will be able to search for new long-lived particles produced in a 400 GeV/c SPS proton beam dump and which travel distances between fifty metres and tens of kilometers. The SHiP detector needs to operate under ultra-low background conditions and requires large simulated samples of muon induced background processes. Through the use of Generative Adversarial Networks it is possible to emulate the simulation of the interaction of 400 GeV/c proton beams with the SHiP target, an otherwise computationally intensive process. For the simulation requirements of the SHiP experiment, generative networks are capable of approximating the full simulation of the dense fixed target, offering a speed increase by a factor of (106). To evaluate the performance of such an approach, comparisons of the distributions of reconstructed muon momenta in SHiP's spectrometer between samples using the full simulation and samples produced through generative models are presented. The methods discussed in this paper can be generalised and applied to modelling any non-discrete multi-dimensional distribution.

2019, Shustov, A. E., Ulin, S. E., Novikov, A. S., Dmitrenko, V. V., Grachev, V. M., Chernysheva, I. V., Uteshev, Z. M., Vlasik, K. F., Шустов, Александр Евгеньевич, Улин, Сергей Евгеньевич, Дмитренко, Валерий Васильевич, Грачев, Виктор Михайлович, Чернышева, Ирина Вячеславовна, Утешев, Зияэтдин Мухамедович, Власик, Константин Федорович

© 2019 SPIE.The description of gamma-spectrometric apparatus "Nuclide" intended for the detection and identification of elements of radioactive space debris is presented. This device is planned to be installed on the "Universat-SOCRAT" spacecraft. The results of estimations of the sensitivity of this equipment depending on the distance to the objects under study are presented.

2020, Ahdida, C., Albanese, R., Alexandrov, A., Anokhina, A., Atkin, E., Dmitrenko, V., Etenko, A., Filippov, K., Gavrilov, G., Grachev, V., Kudenko, Y., Novikov, A., Polukhina, N., Samsonov, V., Shustov, A., Skorokhvatov, M., Smirnov, S., Teterin, P., Ulin, S., Uteshev, Z., Vlasik, K., Аткин, Эдуард Викторович, Дмитренко, Валерий Васильевич, Этенко, Александр Владимирович, Грачев, Виктор Михайлович, Куденко, Юрий Григорьевич, Полухина, Наталья Геннадьевна, Шустов, Александр Евгеньевич, Скорохватов, Михаил Дмитриевич, Смирнов, Сергей Юрьевич, Тетерин, Пётр Евгеньевич, Улин, Сергей Евгеньевич, Утешев, Зияэтдин Мухамедович, Власик, Константин Федорович

© 2020 CERN. Published by IOP Publishing Ltd on behalf of Sissa Medialab. Original content from this work may be used under the terms of the Creative Commons Attribution 3.0 licence. Any further distribution of this work must maintain attribution to the author(s) and the title of the work, journal citation and DOI.The Search for Hidden Particles (SHiP) experiment proposal at CERN demands a dedicated dipole magnet for its scattering and neutrino detector. This requires a very large volume to be uniformly magnetized at B > 1.2 T, with constraints regarding the inner instrumented volume as well as the external region, where no massive structures are allowed and only an extremely low stray field is admitted. In this paper we report the main technical challenges and the relevant design options providing a comprehensive design for the magnet of the SHiP Scattering and Neutrino Detector.

2024, Елохин, А. П., Улин, С. Е., Маджидов, А. И., Шустов, А. Е., Елохин, Александр Прокопьевич, Улин, Сергей Евгеньевич, Шустов, Александр Евгеньевич, Маджидов, Азизбек Истамович

В работе представлены теоретические и экспериментальные данные, определяющие влияние акустического возмущения на показания γ-детектора (КГС) с рабочим телом (газ ксенон высокого давления), работающим в поле ионизирующего излучения. С этой целью рассматривается цепочка событий: акустическая волна падает на поверхность КГС, проходит и производит возмущение в газе, которое формирует неравномерность распределения давления в рабочей среде. Воздействие ионизирующего излучения приводит к образованию в газе положительных ионов, подвижность которых оказывается значительно ниже подвижности свободных электронов, являющихся основными носителями в КГС. Эксперименты проводились с использованием беспилотного дозиметрического комплекса БДК с носителем в виде (БПЛА типа вертолета), на который навешивают дозиметрическое оборудование, применяемое для радиационного контроля окружающей среды в условиях ее радиоактивного загрязнения. Теоретические результаты, полученные при решении волнового уравнения прохождения звуковой волны в ксеноне, заполняющем КГС, представлены в виде возмущенной плотности ксенона, в которой возникают носители заряда, обусловленные воздействием ионизирующего излучения, в распределении которых также наблюдается возмущение, вызванное воздействием акустической волны. Полученные данные позволили рассчитать радиальное распределение плотности тока в различные моменты времени периода гармонических акустических колебаний. Экспериментальные данные продемонстрировали зависимость уменьшения и уширения пика полного поглощения в измеряемых спектрах гамма-излучения в зависимости от акустической нагрузки, а также частотные характеристики акустической нагрузки и их амплитудные значения в различных режимах работы БПЛА. Результаты исследований определяют рекомендации, которые целесообразно учитывать при использовании БПЛА в качестве носителей дозиметрического оборудования при радиационном контроле окружающей среды.

2019, Ahdida, C., Albanese, R., Alexandrov, A., Anokhina, A., Atkin, E., Dmitrenko, V., Etenko, A., Filippov, K., Gavrilov, G., Grachev, V., Kudenko, Y., Novikov, A., Polukhina, N., Samsonov, V., Shustov, A., Skorokhvatov, M., Smirnov, S., Teterin, P., Ulin, S., Uteshev, Z., Vlasik, K., Аткин, Эдуард Викторович, Дмитренко, Валерий Васильевич, Этенко, Александр Владимирович, Грачев, Виктор Михайлович, Куденко, Юрий Григорьевич, Полухина, Наталья Геннадьевна, Шустов, Александр Евгеньевич, Скорохватов, Михаил Дмитриевич, Смирнов, Сергей Юрьевич, Тетерин, Пётр Евгеньевич, Улин, Сергей Евгеньевич, Утешев, Зияэтдин Мухамедович, Власик, Константин Федорович

The Search for Hidden Particles (SHiP) Collaboration has shown that the CERN SPS accelerator with its 400 GeV/c proton beam offers a unique opportunity to explore the Hidden Sector [1-3]. The proposed experiment is an intensity frontier experiment which is capable of searching for hidden particles through both visible decays and through scattering signatures from recoil of electrons or nuclei. The high-intensity experimental facility developed by the SHiP Collaboration is based on a number of key features and developments which provide the possibility of probing a large part of the parameter space for a wide range of models with light long-lived super-weakly interacting particles with masses up to O(10) GeV/c(2) in an environment of extremely clean background conditions. This paper describes the proposal for the experimental facility together with the most important feasibility studies. The paper focuses on the challenging new ideas behind the beam extraction and beam delivery, the proton beam dump, and the suppression of beam-induced background.

2019, Novikov, A. S., Ulin, S. E., Dmitrenko, V. V., Chernysheva, I. V., Grachev, V. M., Krivova, K. V., Shustov, A. E., Uteshev, Z. M., Vlasik, K. F., Улин, Сергей Евгеньевич, Дмитренко, Валерий Васильевич, Чернышева, Ирина Вячеславовна, Грачев, Виктор Михайлович, Кривова, Кира Валериановна, Шустов, Александр Евгеньевич, Утешев, Зияэтдин Мухамедович, Власик, Константин Федорович

© 2019 SPIE.The description of xenon gamma-ray spectrometers is presented. These devices can be produced with various sensitive volumes (0.2 - 6.0 liters), they provide high energy resolution (∼2% at 662 keV) and are capable of operation in unfavorable conditions (wide temperature range and high level of vibro-acoustic influence). Xenon gamma-ray spectrometers can be used for various fundamental and applied tasks, the outcomes of those applications and the prospect of the detector utilization in various fields are also presented.

2024, Елохин, А. П., Улин, С. Е., Шустов, А. Е., Свешников, Н. М., Елохин, Александр Прокопьевич, Улин, Сергей Евгеньевич, Шустов, Александр Евгеньевич

В рамках работ, посвященных оценкам радиоактивного загрязнения донной поверхности глубоководных морских акваторий, необходимо решить проблему передачи оператору информации, полученной подводным дозиметрическим комплексом. Использование стандартного радиоканала в таких условиях невозможно, поэтому целесообразно использовать ультразвуковой канал передачи информации. В связи с чем и рассматривается вопрос прохождения ультразвукового анизотропного излучения в глубоководной морской акватории. Анизотропность излучения необходима для уменьшения погрешности и повышения надежности передачи информации. С этой целью формулируется краевая задача по оценке давления ультразвука на водную среду и приводится ее решение в виде волнового уравнения в морской воде. Уделяется внимание таким характеристикам морских акваторий, как соленость воды, давление столба жидкости, определяющего ее плотность, температуру, дальность распространения излучения с учетом его частотных характеристик. Решение задачи осуществляется известным методом разделения переменных в сферической геометрии с учетом анизотропии излучения, заданные характеристики которого определялись на основе оптимального выбора направления излучения на ультразвуковое буферное устройство, располагающееся на водной поверхности акватории, определяемого экспериментально. Результаты расчета показали, что при частоте излучения 1 кГц детектор надежно регистрирует сигнал на расстоянии ~ 1 км. С ростом частоты сигнал заметно поглощается и при частоте излучения ~ 40 кГц начинает резко падать с расстояния ~ 20 м. Аналогичные результаты были получены и при решении задачи в виде излучения широкого пучка. Результаты решения задач, позволяют сформулировать определенные требования к конструкции ультразвуковых детекторов, используемых для подводной передачи информации, что позволит реализовать метод передачи информации из глубоководных акваторий при использовании подводного дозиметрического комплекса и, кроме того, разработать звуковой способ связи в условиях глубоководных акваторий, что сыграет значительную роль при решении проблем передачи информации в этих специфических условиях.

2019, Ahdida, C., Albanese, R., Alexandrov, A., Anokhina, A., Atkin, E., Dmitrenko, V., Etenko, A., Filippov, K., Gavrilov, G., Grachev, V., Kudenko, Y., Novikov, A., Polukhina, N., Samsonov, V., Shustov, A., Skorokhvatov, M., Smirnov, S., Teterin, P., Ulin, S., Uteshev, Z., Vlasik, K., Аткин, Эдуард Викторович, Дмитренко, Валерий Васильевич, Этенко, Александр Владимирович, Грачев, Виктор Михайлович, Куденко, Юрий Григорьевич, Полухина, Наталья Геннадьевна, Шустов, Александр Евгеньевич, Скорохватов, Михаил Дмитриевич, Смирнов, Сергей Юрьевич, Тетерин, Пётр Евгеньевич, Улин, Сергей Евгеньевич, Утешев, Зияэтдин Мухамедович, Власик, Константин Федорович

Heavy Neutral Leptons (HNLs) are hypothetical particles predicted by many extensions of the Standard Model. These particles can, among other things, explain the origin of neutrino masses, generate the observed matter-antimatter asymmetry in the Universe and provide a dark matter candidate. The SHiP experiment will be able to search for HNLs produced in decays of heavy mesons and travelling distances ranging between O(50 m) and tens of kilometers before decaying. We present the sensitivity of the SHiP experiment to a number of HNL's benchmark models and provide a way to calculate the SHiP's sensitivity to HNLs for arbitrary patterns of flavour mixings. The corresponding tools and data files are also made publicly available.

2020, Ahdida, C., Akmete, A., Albanese, R., Alexandrov, A., Atkin, E., Dmitrenko, V., Etenko, A., Filippov, K., Gavrilov, G., Grachev, V., Kudenko, Y., Novikov, A., Polukhina, N., Samsonov, V., Shustov, A., Skorokhvatov, M., Smirnov, S., Teterin, P., Ulin, S., Uteshev, Z., Vlasik, K., Аткин, Эдуард Викторович, Дмитренко, Валерий Васильевич, Этенко, Александр Владимирович, Грачев, Виктор Михайлович, Куденко, Юрий Григорьевич, Полухина, Наталья Геннадьевна, Шустов, Александр Евгеньевич, Скорохватов, Михаил Дмитриевич, Смирнов, Сергей Юрьевич, Тетерин, Пётр Евгеньевич, Улин, Сергей Евгеньевич, Утешев, Зияэтдин Мухамедович, Власик, Константин Федорович

© 2020, CERN for the benefit of the SHiP collaboration.The SHiP experiment is proposed to search for very weakly interacting particles beyond the Standard Model which are produced in a 400 GeV/c proton beam dump at the CERN SPS. About 10 11 muons per spill will be produced in the dump. To design the experiment such that the muon-induced background is minimized, a precise knowledge of the muon spectrum is required. To validate the muon flux generated by our Pythia and GEANT4 based Monte Carlo simulation (FairShip), we have measured the muon flux emanating from a SHiP-like target at the SPS. This target, consisting of 13 interaction lengths of slabs of molybdenum and tungsten, followed by a 2.4 m iron hadron absorber was placed in the H4 400 GeV/c proton beam line. To identify muons and to measure the momentum spectrum, a spectrometer instrumented with drift tubes and a muon tagger were used. During a 3-week period a dataset for analysis corresponding to (3.27±0.07)×1011 protons on target was recorded. This amounts to approximatively 1% of a SHiP spill.