npeЯдерная физика и инжинирингNuclear Physics and Engineering2079-56292079-5637МИФИ10.56304/S2079562923010104npe-86Research ArticleВзаимодействие плазмы, пучков частиц и излучения с веществомInteraction of Plasma, Particle Beams and Radiation with MatterПрименение тонкого органического сцинтиллятора для изучения 3α-фрагментации ядер 12C во взаимодействиях с релятивистскими мюонами и адронамиApplication of a Thin Organic Scintillator for Study of 3α-Fragmentation of 12C Nuclei in Interactions with Relativistic Muons and HadronsГоринА. М.GorinA. M.

Протвино, Московская обл., 142281

Protvino, Moscow oblast, 142281

ЕвдокимовС. В.EvdokimovS. V.

Протвино, Московская обл., 142281

Protvino, Moscow oblast, 142281

ЗайцевА. А.ZaitsevA. A.

Дубна, Московская обл., 141980

Dubna, Moscow oblast, 141980 

ЗарубинП. И.ZarubinP. I.

Дубна, Московская обл., 141980

Dubna, Moscow oblast, 141980 

ИзучеевВ. И.IzucheevV. I.

Протвино, Московская обл., 142281

Protvino, Moscow oblast, 142281

ПолищукБ. В.PolishchukB. V.

Протвино, Московская обл., 142281

Protvino, Moscow oblast, 142281

РоманишинК. А.RomanishinK. A.

Протвино, Московская обл., 142281

Protvino, Moscow oblast, 142281

РыкалинВ. И.RykalinV. I.

Протвино, Московская обл., 142281

Protvino, Moscow oblast, 142281

СадовскийС. А.SadovskyS. A.

Протвино, Московская обл., 142281

Protvino, Moscow oblast, 142281

Serguei.Sadovsky@ihep.ruШангараевА. А.ShangaraevA. A.

Протвино, Московская обл., 142281

Protvino, Moscow oblast, 142281

НИЦ “Курчатовский институт” – ИФВЭРоссияInstitute for High Energy Physics (IHEP), National Research Centre “Kurchatov Institute”Russian FederationОбъединенный институт ядерных исследованийРоссияJoint Institute for Nuclear ResearchRussian Federation202331122023146612620Copyright © Горин А.М., Евдокимов С.В., Зайцев А.А., Зарубин П.И., Изучеев В.И., Полищук Б.В., Романишин К.А., Рыкалин В.И., Садовский С.А., Шангараев А.А., 20232023Горин А.М., Евдокимов С.В., Зайцев А.А., Зарубин П.И., Изучеев В.И., Полищук Б.В., Романишин К.А., Рыкалин В.И., Садовский С.А., Шангараев А.А.Gorin A.M., Evdokimov S.V., Zaitsev A.A., Zarubin P.I., Izucheev V.I., Polishchuk B.V., Romanishin K.A., Rykalin V.I., Sadovsky S.A., Shangaraev A.A.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/86

Представлен анализ амплитудных спектров с тонкого сцинтилляционного счетчика на основе полистирола на обогащенном мюонами и адронном пучках 18 канала ускорительного комплекса У-70 в Протвино. На статистике в 150 млн событий на установке Гиперон-М выделен вклад процессов 3α-фрагментации ядра 12С и измерены сечения этих процессов на адронном и пионном пучках с импульсом 7 ГэВ/с. 3α-фрагментации ядер углерода в μ12C-взаимодействиях, инициированных космическими мюонами высоких энергий.

Application of a thin organic scintillator for study of 3α fragmentation of 12C nuclei in interactions with relativistic muons and hadrons. The analysis of amplitude spectra from a thin polystyrene-based scintillation counter on hadron and muon-enriched beams of channel 18 of the U-70 accelerator complex in Protvino is presented. Based on statistics of 150 million events on the Hyperon-M setup, the contribution of 3α-fragmentation processes are highlighted, and cross sections of these processes on hadron and pion beams at momentum of 7 GeV/c are measured. In the future, the obtained result may be of interest for estimation the age of gas fields in geology by the concentration of helium 4He in natural gas which formation is possible in the reaction of carbon fragmentation induced by high energy muons.

3alpha фрагментацияядро С12релятивистские адроныкосмические мюоныядерные эмульсииэффект Бирксаорганический сцинтилляторконцентрация гелияприродный газэксперимент Гиперон-МGEANT43alpha fragmentationnucleus C12relativistic hadronscosmic muonsnuclear emulsionsBirks effectorganic scintillatorhelium concentrationnatural gasHyperon-M experimentGEANT4Данная работа выполнена за счет гранта Российского научного фонда № 22-12-00095, https://rscf.ru/project/22-12-00095/.ReferencesKirk J.A., Cottrell D.M., Lord J.J., Piserchio R.J. // Nuovo Cim. A . 1965. V. 40. P. 523.Kirk J.A., Cottrell D.M., Lord J.J., Piserchio R.J. // Nuovo Cim. A . 1965. V. 40. P. 523.Jain P.L., Sengupta K., Singh G. // Nucl. Phys. B. 1988. V. 301. P. 517.Jain P.L., Sengupta K., Singh G. // Nucl. Phys. B. 1988. V. 301. P. 517.Головкин С.В., Грачев М.И., Губриенко К.И. и др. // ЖТФ. 1976. Т. 46. С. 777–784.Головкин С.В., Грачев М.И., Губриенко К.И. и др. // ЖТФ. 1976. Т. 46. С. 777–784.Golovkin S.V., Grachev M.I., Gridasov V.I., et al. // Nucl. Instrum. Methods. 1976. V. 138. P. 235–239.Golovkin S.V., Grachev M.I., Gridasov V.I., et al. // Nucl. Instrum. Methods. 1976. V. 138. P. 235–239.Bushnin Yu.B., Dunaitsev A.F., Dzhelyadin R.I., et al. // Phys. Lett. B. 1976. V. 64. P. 102.Bushnin Yu.B., Dunaitsev A.F., Dzhelyadin R.I., et al. // Phys. Lett. B. 1976. V. 64. P. 102.Artemenkov D.A., Bradnova V., Chernyavsky M.M., et al. // Eur. Phys. J. A. 2020. V. 56. P. 250.Artemenkov D.A., Bradnova V., Chernyavsky M.M., et al. // Eur. Phys. J. A. 2020. V. 56. P. 250.Веб-сайт проекта Беккерель http://becquerel.jinr.ru/.Веб-сайт проекта Беккерель http://becquerel.jinr.ru/.Apтeмeнкoв Д.A. и дp. // ЯФ. 2015. T. 78 (7–8). C. 623–629.Apтeмeнкoв Д.A. и дp. // ЯФ. 2015. T. 78 (7–8). C. 623–629.Евдокимов С.В., Изучеев В.И., Кондратюк Е.С. и др. // Письма в ЖЭТФ. 2021. Т. 113 (5). C. 291.Евдокимов С.В., Изучеев В.И., Кондратюк Е.С. и др. // Письма в ЖЭТФ. 2021. Т. 113 (5). C. 291.Agostinelli S., Allison J., Amako K., et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A. 2003. V. 506 (3). P. 250–303.Agostinelli S., Allison J., Amako K., et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A. 2003. V. 506 (3). P. 250–303.Bogdanov A.G. et al. // IEEE Trans. Nucl. Sci. 2006. V. 53. P. 513–519.Bogdanov A.G. et al. // IEEE Trans. Nucl. Sci. 2006. V. 53. P. 513–519.Birks J.B. The Theory and Practice of Scintillation Counting. 1964. Oxford: Pergamon.Birks J.B. The Theory and Practice of Scintillation Counting. 1964. Oxford: Pergamon.Tretyak V.I. // Astropart. Phys. 2010. V. 33. P. 40–53.Tretyak V.I. // Astropart. Phys. 2010. V. 33. P. 40–53.

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