5. ПОИСК СОЛНЕЧНЫХ НЕЙТРИНО Основываясь на современных
представлениях об эволюции Солнца и составе
солнечного вещества, можно утверждать, что 98%
солнечной энергии генерируется в результате
реакций pp - цепочки, а CNO-цикл поставляет лишь 2%
солнечной энергии. 1011 нейтрино/см2·с (R - расстояние от Земли до Солнца).
Несмотря на огромную величину потока
нейтрино, падающего на Землю, зарегистрировать
его довольно трудно, так как сечение
взаимодействия нейтрино определяется величиной
порядка 10-43 см2. Исходя из энергии,
выделяющейся в приведенных выше ядерных
реакциях, можно рассчитать энергетический
спектр нейтрино, образующихся в протонном и CNO -
циклах на Солнце. |
Хлорный детекторВ 1946 г. Понтекорво предложил использовать для детектирования нейтрино реакцию:
Изотоп 37Ar, образующийся в
результате захвата нейтрино, является
радиоактивным и переходит в 37Cl путем e-
- захвата. Период полураспада 37Ar составляет
35 дней. Порог регистрации нейтрино хлорным
методом составляет 0.814 МэВ, т. е. хлорный метод не
регистрирует нейтрино, образующиеся в реакции p +
p 8B
Для регистрации солнечных нейтрино
Дэвисом был сконструирован детектор (рис. 20),
основу которого составляет бак, заполненный 380
тыс. литров раствора четыреххлористого углерода.
Атомы 37Ar, образующиеся в результате
захвата нейтрино, извлекаются из жидкости путем
продувания через неё газообразного гелия.
Эффективность извлечения 37Ar составляет
около 90%. Далее 37Ar поглощается с помощью
угольных фильтров, охлажденных до температуры
жидкого азота, и отделяется от гелия. После
соответствующей химической очистки образцы с
аргоном помещаются в специальный низкофоновый
детектор, в котором регистрируется β-распад 37Ar.
Наблюдаются рентгеновские фотоны с энергией 2.8
кэВ, сопровождающие e-захват. |
Галлиевый детекторБольшие надежды связаны с построением детекторов на основе изотопа 71Ga. Для регистрации нейтрино в этом детекторе используется реакция 71Ga + νe
Поглощение нейтрино приводит к образованию радиоактивного изотопа 71Ge (T1/2=11.4 дн). Галлиевый детектор имеет очень низкий порог регистрации нейтрино (233 кэВ) и поэтому он чувствителен к основному потоку солнечных нейтрино из реакции p + p Детектор, содержащий 60 тонн галлия,
позволит регистрировать одно "протонное"
нейтрино в сутки. |
Метод регистрации нейтрино с помощью черенковского излученияВ этом методе, который используется в детекторах
в KAMIOKANDE и SUPERKAMIOKANDE (Япония) детектируется
черенковское излучение, образующееся в реакции
νe + e-. Порог
регистрации нейтрино, обусловленный фоном,
составляет 7.5 МэВ. Таким образом, эти детекторы
чувствительны лишь к части высокоэнергичных
нейтрино, образующихся в результате распада 1 СЕН = 10-36 захватов нейтрино в секунду на атом. Основным источником фона являются
нейтрино, генерируемые космическими лучами, и
нейтрино от радиоактивного распада в скальных
породах.
|