npeЯдерная физика и инжинирингNuclear Physics and Engineering2079-56292079-5637МИФИ10.56304/S207956292601015XHYXPZQnpe-628Research ArticleМатематическое моделирование в ядерных технологияхMathematical Modeling in Nuclear TechnologiesМОДЕЛЬ ЧЕРЕНКОВСКОГО ВОДНОГО ДЕТЕКТОРА ДЛЯ ОБСЕРВАТОРИИ TAIGA-100MODEL OF THE CHERENKOV WATER DETECTOR FOR THE TAIGA-100 OBSERVATORYГуделевМ. П.GudelevM. P.ДмитриеваА. Н.DmitrievaA. N.БогдановА. Г.BogdanovA. G.ЯшинИ. И.YashinI. I.Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”РоссияNational Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)Russian Federation202628042026172214221Copyright © Гуделев М.П., Дмитриева А.Н., Богданов А.Г., Яшин И.И., 20262026Гуделев М.П., Дмитриева А.Н., Богданов А.Г., Яшин И.И.Gudelev M.P., Dmitrieva A.N., Bogdanov A.G., Yashin I.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://npe.elpub.ru/jour/article/view/628

Черенковский водный детектор (ЧВД), разрабатываемого в настоящее время проекта TAIGA-100 представляет собой цилиндрический бетонный бак, заглубленный в грунт и заполненный сверх-чистой водой. Внутренняя поверхность водного объема представляет собой светоизолированный “мешок” с высоким коэффициентом диффузного отражения. Водный бак находится под толстым слоем грунта для поглощения электрон-фотонной и адронной компонент ШАЛ. В верхней части детектора расположен фотоумножитель с полусферическим фотокатодом. Для изучения характеристик ЧВД была разработана его модель в программном пакете Geant4, проведено моделирование регистрации частиц в ЧВД.

The Cherenkov water detector (CWD) of the TAIGA-100 experiment, which is now being developed, is a cylindrical concrete tank buried in the soil and filled with purified water. The inner surface of the water volume is a light-insulated “bag” with high coefficient of diffuse reflection. The water tank is located under a thick layer of soil to absorb the EAS electron-photon and hadron components. At the top of the detector, the photomultiplier with a hemispherical photocathode is installed. To study the characteristics of the CWD, its model was developed using the Geant4 software package, and the particle detection by the CWD was simulated. To successfully put the detector into operation, it is necessary to determine the lifetime of photons in the CWD, the detector’s response to muons, gammas and hadrons, and to determine the rejection coefficient of gamma and hadron events in the CWD. For this purpose, a detector model was developed in the Geant4 software package and particle registration by the detector was simulated.

гамма-астрономиячеренковский водный детектормоделированиеширокие атмосферные ливникосмические лучиgamma-ray astronomyCherenkov water detectorsimulationextensive air showerscosmic raysРабота выполнена на Уникальной научной установке “Экспериментальный комплекс НЕВОД”.ReferencesBudnev N., Astapov I., Bezyazeekov P., et al. The TAIGA experiment: from cosmic ray to gamma-ray astronomy in the Tunka valley // J. Phys.: Conf. Ser. 2016. V. 718. P. 052006. https://doi.org/10.1088/1742-6596/718/5/052006Budnev N., Astapov I., Bezyazeekov P., et al. The TAIGA experiment: from cosmic ray to gamma-ray astronomy in the Tunka valley // J. Phys.: Conf. Ser. 2016. V. 718. P. 052006. https://doi.org/10.1088/1742-6596/718/5/052006Budnev N., Astapov I., Bezyazeekov P., et al. TAIGA—A hybrid array for high-energy gamma astronomy and cosmic-ray physics // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A. 2022. V. 1039. P. 167047. https://doi.org/10.1016/j.nima.2022.167047Budnev N., Astapov I., Bezyazeekov P., et al. TAIGA—A hybrid array for high-energy gamma astronomy and cosmic-ray physics // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A. 2022. V. 1039. P. 167047. https://doi.org/10.1016/j.nima.2022.167047Geant4 Collab. Book For Application Developers. https://geant4.web.cern.ch/documentation/dev/ bfad_html/ForApplicationDevelopers.Geant4 Collab. Book For Application Developers. https://geant4.web.cern.ch/documentation/dev/ bfad_html/ForApplicationDevelopers.Hamamatsu Photonics. https://www.hamamatsu. com/content/dam/hamamatsu-photonics/sites/ documents/99_SALES_LIBRARY/etd/ PMT_handbook_v4E.pdf.Hamamatsu Photonics. https://www.hamamatsu. com/content/dam/hamamatsu-photonics/sites/ documents/99_SALES_LIBRARY/etd/ PMT_handbook_v4E.pdf.Heck D., Huege T., Pierog T. Extensive Air Shower Simulation with CORSIKA: A User’s Guide. https:// www.iap.kit.edu/corsika/downloads/ CORSIKA_GUIDE7.8010.pdf.Heck D., Huege T., Pierog T. Extensive Air Shower Simulation with CORSIKA: A User’s Guide. https:// www.iap.kit.edu/corsika/downloads/ CORSIKA_GUIDE7.8010.pdf.Kuzmenkova P., Dmitrieva A., Lagoida I., et al. Yield, response and coupling functions of the URAGAN muon hodoscope // Adv. Space Res. 2025. V. 76 (6). P. 3743. https://doi.org10.1016/j.asr.2025.07.015Kuzmenkova P., Dmitrieva A., Lagoida I., et al. Yield, response and coupling functions of the URAGAN muon hodoscope // Adv. Space Res. 2025. V. 76 (6). P. 3743. https://doi.org10.1016/j.asr.2025.07.015

The authors declare that there are no conflicts of interest present.