Мюонный годоскоп на сцинтилляционных стрипах с оптоволоконным светосбором тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.01, кандидат наук Ампилогов, Николай Владимирович

• Ампилогов, Николай Владимирович
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Ампилогов, Николай Владимирович

Оглавление

Введение

Раздел 1. Конструкция мюонного годоскопа на сцинтилляционных стрипах

1.1. Сцинтилляционный стрип

1.2. Многоанодный ФЭУ

1.3. Базовый модуль

1.4. Координатная плоскость

1.5. Супермодуль детектора

Раздел 2. Технологическая линия сборки СцМГ

2.1. Стенды для тестирования элементов СцМГ

2.1.1. Стенд для тестирования стрипов

2.1.2. Стенд для измерения характеристик многоанодных ФЭУ

2.1.3. Стенд для тестирования плат ФЭУ

2.1.4. Стенд для БМ на основе СМ мюонного годоскопа УРАГАН

2.2. Настройка супермодулей СцМГ

Раздел 3. Система регистрации и обработки данных

3.1. Плата ФЭУ базового модуля

3.2. Система сбора данных

3.3. Система триггирования

3.4. Структура DAQ

3.5. Программа экспозиции СМ

3.6. Данные СцМГ

3.6.1. Структура данных кадра СМ

3.6.2. Обработка данных СцМГ в режиме реального времени

Раздел 4. Характеристики СцМГ

4.1. Мониторинг работы СМ

4.2. Зависимость эффективности регистрации от азимутальной ориентации

4.3. Барометрический и температурный эффект в матричных данных СцМГ

4.4. Расчет дифференциальных температурных коэффициентов

4.5. Учет барометрического и температурного эффектов

4.6. Сравнение данных СцМГ и УРАГАН

4.7. Форбуш-эффект по данным СцМГ, УРАГАН и МНМ

4.8. Отклик в данных СцМГ и УРАГАН во время грозы

4.9. Перспективы использования сцинтилляционных мюонных годоскопов

Заключение. Основные результаты

Список сокращений

Список литературы

Приложение А Детекторы мировой сети мюонных телескопов

Приложение Б Из паспорта ФЭУ Натата1ви Н8804

Приложение В Паспорт БМ20

Приложение Г Диагностика и действия DAQ при нештатных ситуациях СМ

Приложение Д Системы координат СцМГ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Мюонный годоскоп на сцинтилляционных стрипах с оптоволоконным светосбором»

Введение

Поток вторичных космических лучей (ВКЛ) на поверхности Земли формируется в результате взаимодействия первичных космических лучей (ПКЛ) с ядрами атомов атмосферы. При прохождении через гелиосферу поток ПКЛ модулируется процессами в межпланетном пространстве, связанными с активностью Солнца, которые вызывают изменения, как интенсивности потока, так и его изотропии. Модуляции ПКЛ приводят к вариациям потока ВКЛ на поверхности Земли. Из ВКЛ наиболее удобна для регистрации мюонная компонента, образующаяся при распаде заряженных мезонов. Высота генерации мюонов зависит от состояния атмосферы и в среднем составляет 15-20 км. При больших энергиях (Е > 10 ГэВ) направление движения мюонов практически совпадает с направлением движения первичных частиц. Это дает возможность связать изменения в интенсивности и угловом распределении потока мюонов с анизотропией и вариациями ПКЛ, что, в свою очередь, позволяет исследовать явления, которые происходят на расстояниях в миллионы километров от Земли. Учитывая высокую скорость распространения ПКЛ, информация о развитии возмущения межпланетной среды будет получена на Земле существенно раньше, чем данное возмущение достигнет точки либрации И, в которой находятся спутниковые системы мониторинга за состоянием межпланетного магнитного поля и потоком солнечных КЛ вблизи магнитосферы Земли [1].

С другой стороны, интенсивность потока мюонов на поверхности Земли чувствительна к различным термодинамическим изменениям в атмосфере (сезонные и локальные, связанные с развитием атмосферных процессов, изменения плотности воздуха, волновые процессы и др.), которые также модулируют поток ВКЛ [2, 3]. Поэтому измерения интенсивности потока мюонов и особенно его пространственно-угловых вариаций дают возможность получать общую картину состояния атмосферы, магнитосферы и ближней гелиосферы, прослеживать динамику их изменений, в частности, выявлять возмущенные области, определять направления и скорости их перемещения и оценивать время появления в заданной точке. Такой метод дистанционного зондирования состояния атмосферы Земли и околоземного пространства получил название мюонной диагностики [4, 5].

Метод мюонной диагностики обеспечивает:

• непрерывный анализ состояния магнитосферы и атмосферы Земли в режиме реального времени;

• обнаружение возмущений в гелиосфере;

• мониторинг возмущенных областей в атмосфере на расстояниях до 100 км;

• является всепогодным и безвредным для окружающей среды и человека и нечувствительным к естественному фону различных видов излучений.

Вариации космических лучей (КЛ) характеризуются небольшим изменением интенсивности потока на поверхности Земли (от долей процента до нескольких процентов) [2]. Ввиду малой амплитуды вариаций, к аппаратуре, предназначенной для их изучения, предъявляются достаточно жесткие требования. Она должна обеспечивать непрерывность измерений, высокую стабильность, а также необходимую статистическую точность.

Средства наблюдения вариаций КЛ можно разделить на две группы: спутниковые и наземные.

Детекторные комплексы на борту спутников (ACE [6], SDO [7], STEREO [8], SOHO [9], GOES [10], ULYSSES [11] и др.) позволяют непосредственно измерять потоки частиц ПКЛ, например электронов с энергиями от единиц эВ до сотен ГэВ, протонов - от нескольких кэВ до сотен ГэВ, ионов - до энергий сотен МэВ/нуклон, электромагнитное излучение в диапазоне длин волн от единиц до сотен нм, а также различные параметры солнечного ветра и межпланетного магнитного поля.

Среди наземных детекторов можно выделить две большие группы: нейтронные мониторы и мюонные детекторы.

Для изучения вариаций интегральной интенсивности потока ядерно-активной компоненты широко применяется мировая сеть (более 50 станций) нейтронных мониторов [12, 13, 14]. Эти детекторы регистрируют нейтроны, которые образуются в веществе установки адронами, достигшими уровня наблюдения. Нейтронные мониторы удобны для исследования вариаций внеатмосферного происхождения (с поправкой на учет барометрического эффекта). Однако нейтронные мониторы являются приборами интегрального типа (пространственное разрешение определяется их максимальной чувствительностью в вертикальном направлении), они не могут определять направление прихода частиц. Данные нейтронных мониторов относятся к потоку ПКЛ с невысокой средней энергией (2-10 ГэВ).

Для измерения пространственно-угловых вариаций потока ПКЛ используются мюонные телескопы (МТ) и многонаправленные мюонные телескопы (ММТ), выделяющие поток мюонов в заданных направлениях в пределах телесного угла, определяемого апертурой детектора. МТ обычно состоят из газоразрядных счетчиков, либо сцинтилляционных детекторов, разнесённых по вертикали, с экранировкой от мягкой компоненты ВКЛ. Одновременное срабатывание пары детекторов (по одному из

верхнего и нижнего наборов счетчиков) позволяет выделять направление прилёта мюона, и исследовать анизотропию КЛ. Регистрируя интенсивность мюонов под различными углами, можно изучать угловое распределение ПКЛ на уровне генерации мюонов до сотни ГэВ. Характерная величина углового разрешения большинства ММТ примерно 20-30°.

Один из самых известных ММТ (несколько направлений по зениту и по азимуту) для непрерывной регистрации потока мюонов был запущен в Нагое (Япония) (октябрь 1970 г.) и работает по настоящее время [15, 16]. Мюонный телескоп смонтирован

о

внутри термостабилизированной камеры и состоит из двух слоев (6 х 6 м2) сцинтилляционных детекторов (по 36 шт./слой), расположенных на расстоянии 1.73 м. Для подавления мягкой компоненты между слоями размещены свинцовые блоки

о

толщиной 5 см. Эффективная площадь телескопа составляет 36 м2. Каждый детектор представляет собой счетчик частиц в пирамидальном металлическом корпусе с

о

квадратным пластическим сцинтиллятором размерами 0.05 х 1 х 1 м3. В качестве фотоприемников используются 5" фотоумножители (Hamamatsu Photonics R877). Темп счета одного детектора составляет примерно 1.1 х 104 событий/мин в верхнем слое и 0.9 х 104 событий/мин в нижнем. Термостабилизация позволяет снизить аппаратурную зависимость темпа счета установки от температуры до уровня менее 0.01 %. Импульсы со всех детекторов обоих слоев поступают на 992 ячейки двойных совпадений, которые объединяются в группы, выделяющие события по 17 направлениям телескопа. Количество событий в 10 мин интервале с каждого направления вместе с меткой времени, показаниями давления и температуры непрерывно записывается, формируя временной ряд с периодом 10 мин.

К характерным представителям мюонных телескопов можно отнести один из первых отечественных МТ (па азимуту только одно направление), созданный в ИКФИА СО РАН (г. Якутск) [17] в 1954 на базе газовых счетчиков СИ-5Г (круговые цилиндры размерами 0 6.3 х 65.2 см), которые позже были заменены на СГМ-14 (круговые цилиндры размерами 0 15 х 150 см). «Каждый мюонный телескоп состоит из 52 счетчиков типа СГМ-14, которые установлены в 3 слоя по схеме: 18 счетчиков в верхнем и нижнем рядах и 16 - в среднем. Каждый ряд счетчиков, расположен в горизонтальной плоскости друг под другом. Расстояние между верхним и нижним рядами равно 52 см. Каждая пара счетчиков объединена в лотки. Отбор направления прихода частиц осуществляется с помощью электронной схемы, основанной на тройных совпадениях. Всего регистрируется пять направлений прихода мюонов на

телескоп: вертикаль (V), север (^ и юг под углами 30° и 60° относительно зенита, соответственно.» [17]. С мая 2009 г. несколько таких мюонных телескопов установлены на территории Якутского спектрографа космических лучей им. А.И. Кузьмина [18] на уровне Земли и в шахте на глубинах 7, 20 и 40 м. водного эквивалентна (в.э.) К сожалению, данные телескопы обладают невысоким угловым разрешением; соответствующие диаграммы направленности представлены на рисунке 1 [17].

Дальнейшим развитием многонаправленных мюонных телескопов, можно назвать телескоп созданный в ИНГГ СО РАН (г. Новосибирск) из газоразрядных счетчиков работающих в пропорциональном режиме [19, 20]. Данный мюонный телескоп состоит из двух координатных плоскостей, каждая из которых вмещает два слоя со взаимно-ортогональным расположением счетчиков: верхний из СГМ-14-1 (размерами 0 15 х 210 см); нижний из СГМ-14. Между плоскостями расположен нейтронный монитор на основе счетчиков СНМ-15. Свинец нейтронного монитора используется в качестве поглотителя мягкой компоненты, т.о. этот детектор регистрирует адронную и жесткую компоненты ВКЛ одновременно [21]. Обработка его данных совместно с мировой сетью нейтронных мониторов позволяет увеличить диапазон приведённой энергий ПКЛ до сотен ГэВ [22]. В данном телескопе регистрация мюонов идет в семи зенитных угловых интервалах: 0°, 30°, 40°, 50°, 60°, 67° и 71°; соответствующие диаграммы направленности представлены на рисунке 2 [19].

и 0 »^«¡гсгч) 0 ((к-»¡нее* I

Рисунок 1 - Диаграммы направленности мюонных телескопов УвШэк-О, -7, -20, -40, для направлений: вертикаль (слева), 30°(центр) и 60°(справа) [17].

В таблице 1 [23, 24] представлены сравнительные характеристики нескольких МТ

о

площадью > 9 м2, работающих в настоящее время (Нагоя (Япония), Хобарт (Австралия), Сан Мартино (Бразилия), Кувейт) [25]. Список и характеристики других мюонных телескопов и их данных представлены в таблице А.1 (см. Приложение А, стр. 125) [26].

о го 40 (о до

Рисунок 2 - Диаграммы направленности мюонного телескопа ИНГГ СО РАН для зенитных угловых интервалов: 0°- 1, 30°- 2, 40°- 3, 50°- 4, 60°- 5, 67°- 6 и 71°- 7 (рассчитано для изотропного потока мюонов) [19].

Таблица 1. Сравнительные характеристики мюонных телескопов [23, 24].

Станция Площадь, м2 Количество направлений Количество слоев Широта Долгота Высота, м

Nagoya, Japan 36 17 2 35.1 °N 137.0°E 77

Hobart, Australia 9 до дек. 2010 16 после дек. 2010 13 (25 после дек. 2010) 2 42.9°S 147.4°E 30

Sa~o Martinho, Brazil 28 17 2 29.4°S 51.8°W 488

Kuwait University 9 13 2 29.3°N 48.0°E 30

Следующее поколение ММТ имеет больше выделяемых направлений и, соответственно, выше угловое разрешение (в среднем ~7°). Одними из наиболее известных представителей ММТ второго поколения являются детекторы Норикура и GRAPES-3 (Ооти).

Детектор Норикура [27, 28], расположенный на вершине одноимённой горы (2770 м выше уровня моря (в.у.м.), Япония), работает с 1998 г. Он создан на основе четырёх горизонтальных слоев пропорциональных счетчиков - круговых цилиндров диаметром 10 см и длиной 5 м с тонкой (~50 мкм) анодной нитью, натянутой по оси. Смежные слои имеют взаимно ортогональное расположение счетчиков: первый и третий сверху слои ориентированы по направлению (Восток - Запад); остальные слои

ориентированы по направлению (Север - Юг). Два верхних слоя составляют верхнюю координатную плоскость (КП), два нижних слоя - нижнюю КП. Расстояние между КП -80 см. Считывание информации о сработавших каналах происходит при срабатывании всех четырёх слоев. Угловая апертура детектора составляет по зениту от 0° до 55°, по азимуту 360°, среднее угловое разрешение около 7°. Над сборкой счётчиков расположен свинцовый поглотитель мягкой компоненты КЛ толщиной 5 см.

ММТ эксперимента GRAPES-3 [29, 30, 31] расположенный в Ооти (Индия) на высоте 2200 м в.у.м., состоит из слоев пропорциональных счетчиков (PRC) размерами 600 х 10 х 10 см, по 58 PRC в каждом слое. Две пары слоев с ортогональной ориентацией счетчиков, проложенных бетонным поглотителем, называются модулем. Каждый модуль сверху также экранирован бетонными плитами. Четыре модуля, установленные рядом в одном здании, называются мюонной станцией. Весь телескоп состоит из четырех таких станций. Пороговая энергия установки 1.1 ГэВ для вертикальных мюонов. Триггерным условием срабатывания модуля является прохождение мюона через все четыре слоя PRC. Угловое разрешение детектора составляет 9°, количество направлений - 225. В настоящий момент детектор оснащен системой быстрой записи мюонных событий, обеспечивающей скорость регистрации до 3 х 106 событий/мин. Данный мюонный детектор используется в составе установки регистрирующей ШАЛ для изучения состава ПКЛ, а с 2001 г. и для исследования вариаций солнечных КЛ.

Среди созданных в последнее десятилетие наземных детекторов КЛ, предназначенных для изучения солнечно-земных связей и космической погоды, можно выделить несколько проектов: TRAGALDABAS, MuSTAnG и SciCRT.

Детектор MuSTAnG [32, 33] созданный в 2006 - 2008 гг. в Университете Грейфсвальд (Германия), представляет собой двухплоскостной ММТ. Каждая плоскость состоит из 16-ти сцинтилляционных пластин размерами 50 см х 50 см х 5 см,

о

расположенных квадратом (4 м2). Координатные плоскости, между которыми расположен свинцовый поглотитель, разнесены на 95 см по вертикали. Светосбор с каждой пластины осуществляется 17-ю спектросмещающими волокнами 1 мм в диаметре, которые заведены на ФЭУ (фотокатод 0 25 мм). Пластины светоизолированы друг от друга и обернуты диффузно-отражающим материалом. В

2014 г. MuSTAnG был перевезён в г. Киль (Германия) и продолжил свою работу c мая

2015 г [34]. Анализ данных с MuSTAnG ведётся по 13-ти направлениям приходя частиц [35]. Характерное угловое разрешение детектора около 20° - 30°.

Детектор TRAGALDABAS [36] расположен на территории Университета Сантьяго-де-Компостела (Италия) на высоте ~ 260 м в.у.м., на первом этаже двухэтажного здания. С сентября 2013 проводится тестовый набор данных. TRAGALDABAS является первым прототипом установки Trasgo [37] и представляет собой трековый детектор на основе двух-зазорных резистивных плоских камер (РПК; RPC) [38]: величина зазора (1+0.002) мм; биполярное высоковольтное питание (+5600 В, -5600 В); газ - фреон (R134a). TRAGALDABAS состоит из двух координатных плоскостей РПК с эффективной

о

площадью 1.2 х 1.5 м2 каждая, разнесённых на расстояние ~1.2 м. Съем сигналов координатной плоскости осуществляется с 120-ти медных электродов размерами

о

111 х 116 мм2 расположенных на расстоянии 10 мм друг от друга. Одна сторона каждой координатной плоскости ориентирована в направлении Восток - Запад.

Несмотря на высокую эффективностью регистрации заряженных частиц (~ 99 %) в РПК и малое временное разрешение ~ 280 пс, TRAGALDABAS регистрирует всего ~ 80 событий/с. Угловое разрешение детектора 2° - 3°. Уровень темнового тока изменяется с температурой в помещении (около 15 %/°C), при этом корреляций с изменением атмосферного давления и влажности не обнаружено [37].

На данный момент одним из немногих сопоставимых с МГ УРАГАН детекторов является годоскоп SciCRT [39] детектирующая часть которого, является детектором SciBar эксперимента K2K [40] демонтированным в 2011 г. и установленным горизонтально на каркас в Национальном институте Астрофизики, оптики и электроники в Мехико. С сентября 2013 г SciCRT установлен на высоте ~ 4600 м в.у.м. (вулкан Сьерра Негра, Мексика) [41]. Конструктивно детектор представляет собой сцинтилляционный колориметр, состоящий из 64х координатных плоскостей площадью

о

3 х 3 м2 каждая. Координатная состоит из двух слоев сцинтилляционных стрипов размерами 1.3 см х 2.5 см х 300 см каждый: 118 Y-стрипов и 116 X-стрипов. 8 координатных плоскостей плотно прилегающих друг к другу объединены в суперблок, 8 суперблоков уложены стопкой с зазором 82 мм. Расстояние между крайними плоскостями SciCRT ~ 2.2 м [42].

Светосбор осуществляется с одной стороны стрипа с помощью спектросмещающих волокон диаметром 1.5 мм, вставленных в отверстие (0 1.8 мм) по центру стрипа. Каждое оптоволокно заведено на свой канал (2 х 2 мм) многоанодного ФЭУ (H8804, Hamamatsu). Система быстрого сбора данных позволяет считывать амплитуды со сработавших каналов. Система триггирования даёт возможность использовать внешние стрипы детектора для организации антисовпадательного

триггера, и т.о. улучшить идентификацию частиц. Предполагается, что в регулярной экспозиции ЭсЮРТ будет работать, в основном как спектрометр солнечных нейтронов и мюонный годоскоп [43]. По данным моделирования, средний угол скрещивания исходного и реконструированного модельных треков мюона составляет ~ 1.6° [42]. К

о

сожалению, масс-габаритные характеристики суперблоков Эс^Т (0.29 х 3.5 х 4.0 м3; ~ 2 т.) ограничивают его транспортабельность, а использование в качестве детектирующих элементов компонент демонтированного детектора, делает его уникальным.

Детектором мюонов ВКЛ с одним из самых высоких угловых разрешений (-2°) можно считать многонаправленный мюонный телескоп - ТЕМП [44], созданный в НИЯУ МИФИ в 1995 г. Детектор представляет собой две пары координатных слоёв, разнесенных на расстояние 1 м. Каждый координатный слой состоит из 128 сцинтилляционных счетчиков, которые представляют длинные узкие полоски-стрипы из

о

пластического сцинтиллятора с размерами: 1 х 2.5 х 300 х см3. Малогабаритный ФЭУ-85 с одного из торцов стрипа обеспечивает надежную регистрацию вспышки света в детекторе от мюона. Координатная плоскость состоит из двух смежных слоев, в которых продольные оси счетчиков повернуты на 90°. Под нижней координатной плоскостью расположен свинцовый поглотитель и слой широких сцинтилляционных пластин, который использовался для повышения надёжности селекции мюонов при тестовых сериях, но в регулярной экспозиции не участвовал. Координатные плоскости детектора содержат 512 узких сцинтилляционных счётчиков. Рабочая площадь

о

детектора ТЕМП около 9 м2. Общий вид установки приведен на рисунке 3 [44]. ТЕМП установлен в помещении с экранировкой перекрытиями здания эквивалентной около 2 м в.э. на поворотной раме, позволяющей наклонять нормаль детектора до зенитного угла 45°. С помощью детектора ТЕМП были получены физические результаты, показавшие возможность наблюдения внутренних гравитационных волн, связанных с отдаленной грозовой активностью в атмосфере Земли [45] и вариаций потока мюонов связанных с динамическими процессами в гелиосфере [46].

Описанные выше ММТ обладают рядом существенных недостатков, ограничивающих их применение для мюонной диагностики локальных процессов в атмосфере:

• низкое угловое разрешение таких детекторов, около 7° (за исключением ТЕМП);

• применение только двух координатных плоскостей, которых недостаточно для надежной идентификации мюонов. Из-за ложных реконструкций, связанных с

дельта-электронами, группами мюонов, каскадными ливнями и случайными шумовыми срабатываниями, пространственное распределение мюонов искажается;

• не проводится непосредственной реконструкции треков мюонов (только фиксированные угловые ячейки).

Рисунок 3 - Общий вид установки ТЕМП [44]. XI, У1 и Х2, У2 - слои стрипов соответствующих координатных плоскостей; РЬ - свинцовый поглотитель мягкой

Дальнейшее развитие мюонных детекторов для диагностики процессов, модулирующих потоки космического излучения, связано с созданием мюонных годоскопов (МГ). Под годоскопическим режимом работы мюонного детектора понимается регистрация и восстановление в режиме реального времени трека каждого мюона, дающие возможность измерения углового распределения потока мюонов с высоким угловым разрешением.

Первым в мире мюонным годоскопом, специально предназначенным для регистрации вариаций потока мюонов на поверхности Земли, является УРАГАН -широкоапертурный мюонный годоскоп, созданный в НИЯУ МИФИ в 2005 - 2007 гг. [47, 48]. Основными регистрирующими элементами детектора являются камеры газоразрядных трубок, наполненные газовой смесью ^г + СО2 + п-пентан), которые работают в режиме ограниченного стримера, с внешним двухкоординатным съемом

У1

Х2

Х1

компоненты ВКЛ; 2 - дополнительный слой счетчиков.

информации. Супермодуль (СМ) годоскопа представляет собой восемь горизонтальных слоев камер вместе с системой внешних считывающих пластин-стрипов (всего 320X+288Y каналов), проложенных сплошными пенопластовыми листами толщиной 5 см (см. рисунок 4).

Рисунок 4 - Мобильная платформа супермодуля, вид сбоку.

Каждый слой собирается из 20 камер, которые состоят из 16 трубок с площадью

О ч/ ^

поперечного сечения 10 х 10 мм2 и длиной 3.5 м, помещенных в один пластиковый корпус. Считывающие Х-стрипы (полоски алюминиевой фольги, шириной 4 мм) расположены параллельно камерам. У-стрипы шириной 10 мм расположены перпендикулярно Х-стрипам с другой стороны камер. Рабочая площадь супермодуля

о

составляет примерно 11.5 м2. СМ обеспечивает угловую точность регистрации мюонов не хуже 1° в диапазоне зенитных углов от 0 до 80°. УРАГАН состоит из идентичных супермодулей, данные которых «сшиваются» вместе на программном уровне для повышения статистической обеспеченности. Каждый супермодуль размещается на подвижной платформе, позволяющей изменять его положение относительно других супермодулей.

Система триггирования и сбора данных годоскопа имеет распределенную многоуровневую архитектуру. Условием выработки триггера измерительной системы СМ является совпадение не менее четырех триггерных сигналов различных сработавших плоскостей в течение 300 нс, что с 99 % эффективностью идентифицирует прохождение заряженной частицы через супермодуль. Средний темп счета реконструированных треков мюонов, прошедших через все плоскости одного СМ, составляет около 1400 событий/с.

Для каждого реконструированного трека, попавшего в апертуру детектора, в режиме реального времени определяются два проекционных угла, которые записываются в двумерный угловой массив-матрицу. Матрица, содержащая угловые

данные направлений всех треков, реконструированных в течение одной минуты, а составляет основу единичного кадра данных мюонного годоскопа. Записанная экспериментальная информация после процедуры первичной обработки и отбора используется для физического анализа.

Всего в настоящее время работают 4 СМ УРАГАН общей площадью около 45 м2. С помощью детектора УРАГАН были наглядно продемонстрированы возможности мюонной диагностики по раннему обнаружению возмущений в гелиосфере и мощных конвективно-грозовых явлений в атмосфере Земли [49, 50].

Однако, несмотря на целый набор уникальных характеристик, мюонный годоскоп УРАГАН имеет некоторые недостатки:

1. зависимость эффективности регистрации мюонов от параметров окружающей среды (давления, температуры и влажности) в месте расположения детектора. Таким недостатком обладают все газовые детекторы;

2. необходимость постоянного обеспечения установки специальной газовой смесью строго определенного состава и достаточно высокое напряжение (~ 4.3 кВ) на детекторах, что требует для обслуживания достаточно квалифицированного персонала.

Следует также отметить, что как установка ТЕМП, так и УРАГАН создавались на базе детекторов, которые первоначально предназначались для решения задач физики высоких энергий, их детектирующие системы не оптимизированы для решения задач мюонной диагностики. Эти годоскопы являются уникальными, что делает их не применимыми для построения мировой сети мюонных годоскопов.

Цель работы

Разработка и создание аппаратуры нового поколения для исследования и мониторинга состояния гелиосферы, магнитосферы и атмосферы Земли методом мюонной диагностики.

Научная новизна

Создан первый в мире мюонный годоскоп на сцинтилляционных стрипах с оптоволоконным светосбором, специально предназначенный для исследования динамических процессов в гелиосфере, магнитосфере и атмосфере Земли по пространственно-временными вариациям потока мюонов. Экспериментально показано, что минимальное количество координатных плоскостей мюонного годоскопа такого типа должно быть четыре. Разработан и реализован новый метод для on-line

реконструкции треков в мюонных годоскопах, основанный на поиске прямолинейного участка среди всех сработавших каналов детектора.

Практическая значимость

Созданная установка используется для непрерывного мониторинга состояния магнитосферы и атмосферы Земли в реальном времени. Годоскоп прост в эксплуатации и технологичен, что позволяет рассматривать его в качестве типового детектора при создании сети мюонных годоскопов для дистанционного и заблаговременного обнаружения опасных явлений (магнитные бури, ураганы и т.д.). Разработанные при его создании методы и технологические решения могут быть использованы в других детекторах трекового типа.

Личный вклад

Все работы по диссертации были выполнены лично автором, либо при его определяющем участии. Непосредственно автором была разработана конструкторская и технологическая части проекта СцМГ, созданы большинство стендов и методик для тестирования элементов годоскопа, собраны и протестированы все элементы базовых модулей и супермодули СцМГ. Автором были спланированы и проведены экспериментальные исследования характеристик СцМГ, получены и проанализированы методические и физические результаты, и подготовлены основные публикации.

Автор защищает

1. Координатно-трековый детектор СцМГ с оптоволоконным светосбором, обеспечивающий годоскопический режим регистрации мюонов, приходящих с любого направления небесной полусферы, в режиме реального времени.

2. Систему автоматизированных стендов для тестирования основных элементов годоскопа.

3. Технологическую линию по изготовлению и тестированию всех элементов детектирующей системы, базовых модулей и супермодулей СцМГ.

4. Методику исследования характеристик базовых регистрирующих модулей в потоке мюонов, треки которых выделяются супермодулем МГ УРАГАН.

5. Результаты исследования характеристик созданного мюонного годоскопа СцМГ.

6. Результаты сопоставления данных СцМГ и МГ УРАГАН при регистрации основных атмосферных и магнитосферных процессов (гроз и Форбуш эффектов).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ампилогов, Николай Владимирович, 2016 год

Список литературы

1. Дорман, Л. И. Короткопериодические вариации интенсивности космических лучей / Л. И. Дорман, И. Я. Либин // УФН - 1985. - Т. 145. Вып. 3. - С. 403-440.

2. Дорман, Л. И. Вариации космических лучей / Л. И. Дорман, Е. Л. Фейнберг // Успехи физических наук. - 1956. - Т. 59. - №. 6. - С. 189-228.

3. Борог, В. В. Мюонная томография / В. В. Борог // Труды 1-ой Баксанской молодежной школы экспериментальной и теоретической физики. Нальчик. НГУ. -2000. - С. 129-136.

4. Борог, В. В. Основы мюонной диагностики: учебное пособие для вузов / В. В. Борог. - М.: МИФИ, 2008. - 160 с.

5. Yashin, I. I. Present status of muon diagnostics / I. I. Yashin, N. V. Ampilogov, I. I. Astapov, et al. // Journal of Physics: Conference Series. - 2013. - Vol. 409. - No. 1. - p. 012192.

6. Stone, E. C. The advanced composition explorer / E. C. Stone, E. R. Christian, A. M. Frandsen, et al. // The Advanced Composition Explorer Mission. - Springer Netherlands, 1998. - pp. 1-22.

7. Pesnell, W. D. Solar Dynamics Observatory (SDO). - Springer International Publishing, 2015. - pp. 179-196.

8. Kaiser, M. L. The STEREO mission: An introduction / M. L. Kaiser, T. A. Kucera, J. M. Davila, et al. // The STEREO Mission. - Springer New York, 2008. - pp. 5-16.

9. Domingo, V. The SOHO mission: an overview / V. Domingo, B. Fleck, A. I. Poland // Solar Physics. - 1995. - Vol. 162. - No. 1. - pp. 1 -37.

10. Menzel, W. P. Introducing GOES-I: The first of a new generation of geostationary operational environmental satellites / W. P. Menzel, J. F. W. Purdom // Bulletin of the American Meteorological Society. - 1994. - Vol. 75. - No. 5. - pp. 757-781.

11. Fossi, B. C. M. The Ulysses space mission / B. C. M. Fossi, G. Noci, G. Poletto // Il Nuovo Cimento C. - 1992. - Vol. 15. - No. 5. - pp. 493-500.

12. Янке, В. Г. Наземные наблюдения космических лучей и представление информации в интернет в реальном времени / В. Г. Янке // Солнечно-земная физика. Иркутск. - 2002. - Вып. 2(115). - С. 99-103.

13. Ерошенко, Е. База данных нейтронных мониторов в реальном времени / Е. Ерошенко, А. Белов, В. Янке, О. Крякунова // Электронная статья по докладу на 31-й ВККЛ, Москва, МГУ, 2010. - URL: http://crd.yerphi.am/files/31 vkkl/cr2010/scr /scr 20.pdf (дата обращения: 29.09.2016).

14. Янке, В. Г. База данных мировой сети мюонных телескопов с часовым временным разрешением и обновлением в реальном времени. / В. Г. Янке, А. А. Абунин, С. А. Стародубцев и др. // 33 Всероссийская конференция по космичесим лучам. Сборник тезисов, Дубна. 11-15 августа 2014 г. - 2014. - С. 83.

15. Fuji, Z. Multi directional cosmic ray intensities, Nagoya, 1986-1988: Report of cosmic-ray research laboratory / Z. Fuji, S. Sakakibara, K. Fujimoto, H. Ueno // Nagoya: Nagoya university. Japan. - 1990.

16. Fuji, Z. Nagoya Multi-Directional Muon Telescope Cosmic-Ray Research Section. Solar-Terrestrial Environment Laboratory. Nagoya University, Nagoya, 464-8601 Japan. URL: http://www.stelab.nagoya-u.ac.jp/ste-www1/div3/muon/dbtext22.pdf (дата обращения: 29.09.2016).

17. Мюонные телескопы, ИКИА: [сайт]. URL: http://www.ikfia.ysn.ru/структурные-подразделения-икфиа/научные-подразделения/лаборатория-космических-лучей-высоких-энергий/141-оборудование/580-мюонные-телескопы.html (дата обращения: 29.09.2016).

18. Якутский спектрограф космических лучей им. А.И. Кузьмина, ИКИА: [сайт]. URL: http://www.ikfia.ysn.ru/struktura/ustanovki poligony/139-установки/548-yakutski¡-spektrograf-kosmicheskikh-luchej-im-a-i-kuzmina.html (дата обращения: 29.09.2016).

19. Янчуковский, В. Л. Регистрация направленной интенсивности космических лучей. Новосибирск: ИГиГ. (Препринт ИГиГ СО АН СССР №20) - 1986. 24 с.

20. Янчуковский В. Л. Телескоп космических лучей / В. Л. Янчуковский // Солнечно-земная физика. - 2006. - №. 2. - С. 41-43.

21. Янчуковский В. Л. Многоканальный наблюдательный комплекс космических лучей / В. Л. Янчуковский // Солнечно-земная физика. - 2010. - №. 16. - С. 107-109.

22. Янчуковский В. Л. Многоканальный наблюдательный комплекс космических лучей как составляющая мировой сети станций / В. Л. Янчуковский, В. Е. Сдобнов // Известия РАН. Серия физическая. - 2011. - Т. 75. - №. 6. - С. 920-922.

23. Trichtchenko, L. Feasibility study of using Muon observations for extreme space weather early warning (final report) / L. Trichtchenko, G. Kalugin; J. Armitage, et al. // -2013. - URL: http://ftp.maps.canada.ca/pub/nrcan rncan/publications/ess sst/292/ 292841/of 7451.pdf (дата обращения: 29.09.2016).

24. Okazaki, Y. Drift effects and the cosmic ray density gradient in a solar rotation period: First observation with the Global Muon Detector Network (GMDN) / Y. Okazaki, A. Fushishita, T. Narumi, et al. // The Astrophysical Journal. - 2008. - Vol. 681. - No. 1. - pp. 93.

25. Kuwabara, T. Real-time cosmic ray monitoring system for space weather / T. Kuwabara, J. W. Bieber, J. Clem, et. al. // Space Weather. - 2006. - Vol. 4, S08001. - pp. 10.

26. Стародубцев С. А. и др. Анализ температурного эффекта высокогорных детекторов космических лучей на основе базы данных мировой сети мюонных телескопов / А. С. Осипенко, А. А. Абунин, М. Д. Беркова // Изв. РАН, Сер. физ. -2015. - Т. 79. - №. 5. - С. 716-720.

27. Ohashi, Y. New narrow angle muon telescope at Mt. Norikura. / Y. Ohashi, A. Okada, T. Aoki et. al. // Proc. 25th ICRC. Durban. - 1997. - Vol. 1. - pp. 441-444.

28. Time Variation of Muon Intensity at Mt. Norikura (Former Mu-Nu group home page of The Institute for Cosmic Ray Research): [сайт]. URL: http://www.icrr.u-tokyo.ac.jp/norikura/munu/mn e.html (дата обращения: 29.09.2016).

29. Hayashi, Y. A large area muon tracking detector for ultra-high energy cosmic ray astrophysics—the GRAPES-3 experiment / Y. Hayashia, Y. Aikawaa, N. V. Gopalakrishnanb, et al. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. - 2005. - Vol. 545. - No. 3. - pp. 643-657.

30. Kawakami, S. Search of muons in association with large solar flares with the Grapes-3 MMT at Ooty / S. Kawakami, K. Fujimoto, S. K. Gupta et al. // Proc. 28th ICRC. Tsukuba. - 2003. - pp. 3405-3408.

31. GRAPES-3 Experiment: [сайт]. URL: http://grapes-3.tifr.res.in/ (дата обращения: 29.09.2016).

32. Hippler, R. Simulation of MuSTAnG telescope response to cosmic rays / R. Hippler, M. Zazyan // Proc. Cosmic Ray Summer-Duperier-Teff method. - 2012. - p. 30.

33. Hippler, R. MuSTAnG - Muon Spaceweather Telescope for Anisotropies at Greifswald / R. Hippler, A. Mengel, F. Jansen, et al. // COST 724 final report. - 2008. - p. 143.

34. Banjac, S. Current status of MuSTAnG at the Christian-Albrechts-University Kiel / S. Banjac, D. Galsdorf, B. Heber, et al. // The 34th International Cosmic Ray Conference (ICRC). The Hague. The Netherlands. July 30 - August 6, 2015. -Poster Contribute. - ID. 1026. URL: https://indico.cern.ch/event/344485/contributions/1744774 /attachments/1135098/1623881/forprint.pdf (дата обращения: 29.09.2016).

35. Ganeva, M. Seasonal variations of the muon flux seen by muon telescope MuSTAnG / M. Ganeva, S. Peglow, R. Hippler, et al. // Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing. - 2013. - Vol. 409. - No. 1. - p. 012242.

36. Garzon, J. A. TRAGALDABAS: a new RPC based detector for the regular study of cosmic rays/ A. Blanco, J.J. Blanco, J. Collazo et al. //Journal of Instrumentation. -2014. - Vol. 9. - No. 9. - p. C09027.

37. Garzon, J. A. TRASGO: A proposal for a timing RPCs based detector for analyzing cosmic ray air showers / D. Belver, P. Cabanelas, D. Dominguez et al. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. - 2012. - Vol. 661. - p. S163-S167.

38. Fonte, P. A new high-resolution TOF technology / P. Fonte, A. Smirnitski, M. C. S. Williams // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. - 2000. - Vol. 443. - No. 1. - pp. 201-204.

39. Nagai, Y. First cosmic-ray measurements by the scicrt solar neutron experiment in mexico / Y. Nagai, Y. Matsubara, Y. Itow, et al. // Astroparticle Physics. - 2014. -Vol. 59. - pp. 39-46.

40. Nitta, K. The K2K scibar detector / K. Nitta, E. Aliu, S. Andringa, et al. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. - 2004. - Vol. 535. - No. 1. - pp. 147-151.

41. Sasai, Y. Development of a fast data taking system for a new cosmic ray detector (SciCRT) at Mt. Sierra Negra, Mexico / Y. Sasai, T. Kawabata, Y. Itow, et al. // 33rd International Cosmic Ray Conference, Rio De Janeiro, Brazil. Threshold. 2-9 July 2013. - Vol. 6. - p. 7.

42. Nagai, Y. (Ж#ЙШ) Observation of cosmic rays by the new solar neutron telescope, SciCRT: диссертация доктора технических наук. / 1. Физика. Университет Нагоя, Япония. - 2014. - 84 p. URL1: http://hdl.handle.net/2237/20330 (дата обращения: 29.09.2016).

43. Ortiz, E. Observation of cosmic ray hadrons at the top of the Sierra Negra volcano in Mexico with the SciCRT prototype / E. Ortiz, J.F. Valdes-Galicia, Y. Matsubara, et al. // Advances in Space Research. - 2016. - Vol. 58. - p. 2018-2025.

44. Борог, В. В. Мюонный годоскоп для исследования солнечно-земных связей в области энергий больше 10 ГэВ / В. В. Борог, А. Ю. Буринский, В. В. Дронов // Изв. РАН. Сер. физ. - 1995. - Т. 59, Вып. 4. - С. 191 -194.

45. Борог, В. В. Изучение короткопериодических колебаний интенсивности мюонов, связанных с конвективно-грозовыми явлениями в атмосфере Земли / В. В. Борог, В. В. Дронов // Изв. РАН, Сер. физ. - 1999. - Т. 63, Вып. 8. - С. 1675-1677.

46. Борог, В. В. Изучение динамических процессов в гелиосфере с помощью мюонного годоскопа / В. В. Борог, В. В. Дронов // Астрономический вестник. М.: Наука, - 2000. - Т. 34, № 2. - С. 126-130.

47. Chernov, D. V. Experimental setup for muon diagnostics of the Earth's atmosphere and magnetosphere (the URAGAN project) / D. V. Chernov, N. S. Barbashina,

G. Mannocchi et al. // Proc. 29th ICRC, Pune, India - 2005. - Vol. 2. - pp. 457-460.

48. Барбашина, Н. С. Широкоапертурный мюонный детектор для диагностики атмосферы и магнитосферы Земли / Н. С. Барбашина, Р. П. Кокоулин, К. Г. Компаниец и др. // Изв. РАН. Сер. физ. - 2007. - Т. 71, № 7. - С. 1072-1074.

49. Timashkov, D. A. Muon diagnostics of the Earth's atmosphere, near-terrestrial space and heliosphere: first results and perspectives / D. A. Timashkov, N. S. Barbashina, V. V. Borog, et al. // Proc. 30th ICRC, Merida, Mexico - 2007. - Vol. 1. - pp. 685-688.

50. Барбашина, Н. С. Мюонная диагностика атмосферы и магнитосферы Земли /

H. С. Барбашина, В. В. Борог, А. Н. Дмитриева и др. // Изв. РАН. Сер. физ. - 2007. - Т. 71, № 7. - С. 1069-1071.

51. Yashin, I. I. Scintillation hodoscope for muon diagnostics / I. I. Yashin, N. V. Ampilogov,

I. I. Astapov, et. al. // Proc. 31st ICRC, Lodz, Poland - 2009. - Paper ID 1049. - pp. 4.

52. Ампилогов, Н. В. Новый мюонный годоскоп для мониторинга гелиосферных и атмосферных возмущений / Н. В. Ампилогов, И. И. Астапов, Н. С. Барбашина, и др. // Краткие сообщения по физике ФИАН. - 2010. - № 7. - C. 43-46.

53. Ampilogov, N. V. Large area scintillation muon hodoscope for monitoring of atmospheric and heliospheric processes / N.V. Ampilogov, I.I. Astapov, N.S. Barbashina, et. al. // Astrophysics and Space Sciences Transactions. - 2011. - Vol. 7, Issue 3. - pp. 435438.

54. Yashin, I. I. Large area hodoscopes for muon diagnostics of heliosphere and Earth's magnetosphere / I.I. Yashin, N.V. Ampilogov, I.I. Astapov, et. al. // Acta Polytechnica. -2013. - Vol. 53, Issue SUPL.1. - pp. 807-810.

55. Компания Amcrys: [сайт]. URL: http://amcrys.com/ (дата обращения: 29.09.2016).

56. The OPERA Experiment, CERN - LNGS: [сайт]. URL: http://operaweb.lngs.infn.it/ (дата обращения: 29.09.2016).

57. The MINOS Experiment and NuMI Beamline, Fermilab: [сайт]. URL: http://www-numi.fnal.gov/ (дата обращения: 29.09.2016).

58. Компания Kuraray Co., Ltd.: [сайт]. URL: http://kuraraypsf.jp/ (дата обращения: 29.09.2016).

59. Ампилогов, Н. В. Базовый модуль сцинтилляционного мюонного годоскопа / Н. В. Ампилогов, И. И. Астапов, Н. С. Барбашина, и др. // Ядерная физика и инжиниринг. - 2012. - Т. 3. № 5. - С. 460-468.

60. Компания Saint-Gobain Crystals, Inc.: [сайт]. URL: http://www.detectors.saint-gobain.com/ (дата обращения: 29.09.2016).

61. Лаборатория физики полимеров СПбГТИ (ТУ): [сайт]. URL: http://www.lfpti.ru (дата обращения: 29.09.2016).

62. Компания Hamamatsu Photonics K.K.: [сайт]. URL: http://jp.hamamatsu.com/en/ (дата обращения: 29.09.2016).

63. Astapov, I. I. Study of characteristics of scintillation muon hodoscope / I. I. Astapov, N. V. Ampilogov, N. S. Barbashina, et. al. // SH4.5. ID 0315. Proc. 32nd ICRC, Beijing, China. - 2011. - Vol. 11, code 104676. - pp. 447-450.

64. OMEGA Microelectronics Center CNRS-IN2P3: [сайт]. URL: http://omega.in2p3.fr/ (дата обращения: 29.09.2016).

65. Aynutdinov, V. M. The Pierre Auger surface detector LED flashers and their use for monitoring and calibration / V. M. Aynutdinov, C. B. Bonifazi, A. Creusot et al. // Proc. 28th ICRC. Tsukuba. - 2003. - Vol. 2. - pp. 825-828.

66. Altera Corporation: [сайт]. URL: http://www.altera.com/ (дата обращения: 29.09.2016).

67. Амельчаков, М. Б. Координатный детектор ДЕКОР для исследования космических лучей под большими зенитными углами / М. Б. Амельчаков, Н. С. Барбашина, Н. Н. Вонсовский и др. // Изв. РАН. Сер. физ. - 2002. - Т. 66, № 11. - С. 1611.

68. Шутенко, В. В. Система сбора и обработки данных экспериментального комплекса НЕВОД-ДЕКОР : дис. канд. физ.-мат. наук : 01.04.01 / Шутенко Виктор Викторович. - М., 2007. - 134 с.

69. Барбашина, Н. С. Широкоапертурный мюонный годоскоп большой площади УРАГАН / Н. С. Барбашина, Р. П. Кокоулин, К. Г. Компаниец и др. // Приборы и техника эксперимента. - 2008. - № 2. - С. 26-32.

70. Ковыляева, А. А Метод on-line реконструкции треков в мюонном годоскопе / А. А. Ковыляева, В. В. Шутенко // Тезисы докладов. Международная телекоммуникационная конференция молодых ученых и студентов "Молодежь и наука" - М.: НИЯУ МИФИ.Ч.2. - 2014. - C. 217.

71. Yashin, I. I. Real-time data of muon hodoscope URAGAN / Yashin I.I., Astapov I.I., Barbashina N.S. et. al. / I. I. Yashin, I. I. Astapov, N. S. Barbashina et. al. // Advances in Space Research. - 2015. - Vol. 56, Issue 12. - pp. 2693-2705.

72. Шутенко, В. В. Наблюдение гелиосферных возмущений в мюонной компоненте космических лучей / В. В. Шутенко, Н. С. Барбашина, К. Г. Компаниец и др. // Изв. РАН. Сер. физ. - 2009. - Т. 73, № 3. - С. 364-367. (Bulletin of the Russian Academy of Sciences Physics. 2009. Vol. 73, No 3, pp. 347-349).

73. Real-time AMGT data Supermodule No. 1: [сайт]. URL: http://nevod.mephi.ru/ amgt01 data.htm (дата обращения: 29.09.2016).

74. Real-time AMGT data Supermodule No. 2: [сайт]. URL: http://nevod.mephi.ru/ amgt02 data.htm (дата обращения: 29.09.2016).

75. Терегулов, А. И. Стенд для тестирования сцинтилляционных стрипов / А. И. Терегулов // Труды 10-й БМШ ЭТФ-2009, М.: НИЯУ МИФИ - 2010. - Т. 2. -С. 277-286.

76. Компания CAEN S.p.A.: [сайт]. URL: http://www.caen.it/ (дата обращения: 29.09.2016).

77. Тарасова, О. С. Методика тестирования сцинтилляционных стрипов с оптоволоконным светосбором / О. С. Тарасова // Труды 11-й БМШ ЭТФ-2010, М.: НИЯУ МИФИ - 2012. - Т. 2. - С. 205-212.

78. Анисимова, И. И. Фотоэлектронные умножители / И. И. Анисимова, Б. М. Глуховской - М.: Сов.радио, 1974. - 64 с.

79. Calvi, M. Characterization of the Hamamatsu H12700A-03 and R12699-03 multi-anode photomultiplier tubes / M. Calvi, P. Carniti, L. Cassina, et al. // Journal of Instrumentation. - 2015. - Т. 10. - №. 09. - С. P09021.

80. Айнутдинов, В. М. Способ измерения коэффициента усиления динодной системы фотоэлектронных умножителей / В. М. Айнутдинов, В. Г. Алалыкин, И. А. Данильченко - М.: МИФИ, 1988. - 15 с.

81. Компания Tektronix, Inc.: [сайт]. URL: http://www.tek.com/ (дата обращения: 29.09.2016).

82. Ампилогов, Н. В. Применение мюонного годоскопа УРАГАН для калибровки детекторов заряженных частиц / Н. В. Ампилогов, Н. С. Барбашина, К. Г. Компаниец и д.р. // Изв. РАН. Сер. физ. - 2015. - Т. 79, № 3. - C. 420-422. (Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Physics, 2015, Vol. 79, No. 3, pp. 386388).

83. Pujol, J. The solution of non-linear inverse problems and the Levenberg- Marquardt method / J. Pujol // Geophysics. - 2007. - Vol. 72, No 4. - pp. W1 -W16.

84. Ampilogov, N. V. Muon hodoscope with scintillation strips / N. V. Ampilogov, I. I. Astapov, N. S. Barbashina, et. al. // Physics Procedia, Fundamental Research in Particle Physics and Cosmophysics. - 2015. - Vol. 74. - pp. 478-485.

85. Методика калибровки детекторов заряженных частиц с помощью широкоапертурного годоскопа. Аттестат №3/14 на методику выполнения измерений: Протокол №3 от 01.12.2014. - М.: НИЯУ МИФИ - 2014.

86. Ampilogov, N. V. First results of the cosmic ray muon variation study by means of the scintillation muon hodoscope / N. V. Ampilogov, I. I. Astapov, N. S. Barbashina, et. al. // Journal of Physics: Conference Series (ICPPA 2015). - 2016. - Vol. 675, Issue 3. -Article number 032042.

87. Дорман, Л. И. Метеорологические эффекты космических лучей / Л. И. Дорман. -М.: Наука, 1972. - 211 с.

88. Дмитриева, А. Н. Учет температурного разреза атмосферы в данных мюонного годоскопа УРАГАН с использованием данных ЦАО, GDAS и информации "Алиса-СК": 2007-2014гг / А. Н. Дмитриева, Н. С. Барбашина, А. А. Ковыляева и др. // Изв. РАН. Сер. физ. - 2015. - Т. 79. № 3. - С. 417-419. (Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Physics, 2015, Vol. 79, No. 3, pp. 383-385).

89. Dmitrieva, A. N. Corrections for temperature effect for ground-based muon hodoscopes / A. N. Dmitrieva, R. P. Kokoulin, A. A. Petrukhin, D. A. Timashkov // Astropart. Phys. -2011. - Vol. 34. No 6. - pp. 401 -411.

90. Ковыляева, А. А. Учет барометрического и температурного эффектов в данных сцинтилляционного мюонного годоскопа за 2015 г / А. А. Ковыляева, Н. В. Ампилогов, А. Н. Дмитриева и др. // Труды Конференции-конкурса Молодых Физиков. - М.: Издательский Дом МФО - 2016. - Т. 22, № 1S. - С. 64-65.

91. Dorman, L. I. Cosmic rays in the Earth's atmosphere and underground / L. I. Dorman // Astrophysics and Space Science Library. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Vol. 303. - 2004.

92. Глаголев, Ю. А. Справочник по физическим параметрам атмосферы / Ю. А. Глаголев - Л.: Гидрометеоиздат. 1970. - 212 с.

93. ФГБУ «Центральная аэрологическая обсерватория»: [сайт]. URL: http://www.cao-rhms.ru (дата обращения: 29.09.2016).

94. NOAA Air Resources Laboratory (ARL). Global Data Assimilation System (GDAS1) Archive Information, Tech. rep. Dec. 1 2004: [сайт]. URL: http://ready.arl.noaa.gov /gdas1.php (дата обращения: 29.09.2016).

95. Moscow Neutron Monitor на сайте ИЗМИРАН: [сайт]. URL: http://cr0.izmiran.rssi.ru /mosc/main.htm (дата обращения: 29.09.2016).

96. Михайленко, А. С. Изучение вариаций потока мюонов на поверхности Земли по данным мюонного годоскопа во время нестационарных атмосферных процессов / А. С. Михайленко, Н. В. Ампилогов, Н. С. Барбашина и др. // Изв. РАН. Сер. физ. -2011. - Т. 75. № 6. - С. 877-880. (Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Physics, 2011, Vol. 75, No. 6, pp. 827-830).

97. Fraenz, M. Heliospheric Coordinate Systems / M. Fraenz, D. Harper // Plan.Space Sci. - 2002 - Vol. 50. Issue 2. - pp. 217-233.

Приложение А Детекторы мировой сети мюонных

телескопов

Таблица А.1. Список детекторов мировой сети мюонных телескопов, включенных в базу данных mddb и их основные характеристики (опубликовано в [26])._

Detector Lat, град Long, град Rc, ГВ Alt, м Po, мб Sv, м2 Ndir + 2

Nagoya 35.12 136.97 11.5 77 1000 49 17 + 2

SaoMartinho -29.44 -53.81 9.46 488 1000 28 17 + 2

Kuwait 29.24 47.97 12.64 50 1013 9 13 + 2

Hobart -42.9 147.33 1.82 18 1013 9 13 + 2

URAGAN 55.65 37.67 2.19 100 1000 36 91 x 91

Greifswald 54.08 13.38 2.39 100 1013 4 13 + 2

CTmobile 55.47 37.32 2.21 200 1000 3.5 15 + 2

Yakutsk40 61.59 129.41 1.46 95 1003 3.5 5 + 2

Yakutsk20 61.59 129.41 1.46 95 1003 3.5 5 + 2

Yakutsk07 61.59 129.41 1.46 95 1003 3.5 5 + 2

YakutskOO 61.59 129.41 1.46 95 1003 3.5 5 + 2

Novosibirsk 54.48 83 2.67 163 995 6 17 + 2

Guangzhou 23.6 113.18 15.74 20 1013 3 13 + 2

Yakutsk-IC 61.59 129.41 1.46 95 1003 1.1 1

Beijing-IC 39.08 116.26 9.52 48 1000 1.1 1

Sakashita-80 35.97 138.83 334 980 42 13 + 2

Misato-30 36.2 137.83 11.39 735 16 9 + 2

Buckland -35 140 3.71 50 1013 4 9 + 2

Adelaide 34.93 138.58 3.70 50 1013 1 1 + 2

Blagoevgrad 42.01 23.1 6.09 383 1000 1 1 + 2

Belgrade 44.85 20.38 5.3 78 997 0.115 1 + 2

Baksan BUST 43.28 42.69 5.6 1700 830 280 6

Ottawa 45.44 -75.68 1.35 57 1008 25 13 + 2

Горные детекторы

Detector Lat, град Long, град Rc, ГВ Alt, м P0, мб Sv, м2 Ndr + 2

SierraNegra 18.99 -97.31 7.57 4580 600 25 13 + 2

YangBaJing 30.11 90.53 13.82 4300 607 6 13 + 2

Putre -18.20 -69.55 11.94 3589 665 0.25 1 + 2

BEO Mussala 42.18 23.59 6.09 2925 710 4 9 + 2

Bure 44.63 5.91 5.06 2555 740 1 1 + 2

Leonsito -31.80 -69.30 10.03 2552 745 1.5 1.5

Norikura 36.1 136.6 10.99 2270 800 16 9 + 2

GRAPES-III 11.38 76.67 17.3 2200 800 560 9 + 2

Yerevan200 40.5 44.17 7.0 2000 800 6 13 + 2

Приложение Б Из паспорта ФЭУ Hamamatsu H8804

HAMAMATSU PHOTONICS К, К.

Рисунок Б.1 - Чертеж общего вида и общая схема выводов 64-х анодов

ФЭУ Н8804 (от производителя).

HAMAMATSU PHOTONICS К. К.

Рисунок Б.2 - Принципиальная схема делителя ФЭУ Н8804 (от производителя).