Научный руководитель: к.ф.-м.н. Синев Валерий Витальевич Рецензент: д.ф.-м.н. Болотов Владимир Николаевич Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования М О С К О В С К И Й Ф И З И К О Т Е Х Н И Ч Е С К И Й И Н С Т И Т У Т (государственный университет)

Введена Паули в 1930 г. Для объяснения непрерывного спектра электронов при бета- распаде. Нейтральная частица с полуцелым спином. Участвует в слабых взаимодействиях. Три типа нейтрино: e,, N = (PDG) Нейтрино осциллируют, т.е. превращаются друг в друга. Впервые зарегистрировано в 1953 г. Райнесем и Коуэном на ядерном реакторе. 11/12/20132

В самом общем случае все источники нейтрино можно разделить на 3 группы: 1. Космические нейтрино 2. Нейтрино от естественных источников на Земле, возникающие в процессах бета-распада радионуклидов 3. Нейтрино от искусственных источников, к ним относятся реакторные антинейтрино и ускорительные нейтрино. 11/12/20133

4

5 e + p e + + n 1.8 МэВ + 12 C 12 B + e МэВ e + 12 C 12 N + e 16.8 МэВ 12 C ( i, i ) 12 C МэВ i + e i + e Реакции обратного бета-распада e Реакции захвата нейтрино ядрами Реакции рассеяния нейтрино на электронах и ядрах e + 37 Cl 37 Ar + e МэВ

1. Определить полную радиоактивность. 2. Определить часть теплового потока Земли от радиоактивных элементов ( 238 U и 232 Th ) 3. Получить распределение радиоактивных элементов в Земле 4. Помочь ответить на вопрос о естественном ядерном реакторе в центре Земли Трудности в осуществление детектирования: 1. Несколько сотен событий в год (даже на большом детекторе) 2. Трудность в оценке потока от 232 Th (Всего 20%) 3. Сильный фон от ядерных реакторов 4. Сложно определить направление потока при малой статистике

8 Для расчета потоков нейтрино из недр Земли надо использовать какую-либо модель расположения источников нейтрино – радиоактивных изотопов. - Модель силикатной Земли (Bulk Silicate Earth - BSE) - Модель химического состава Земли - Предварительная Реперная Модель (PREM) - Одномерная модель описывающая изменение плотности в зависимости от радиуса.

Внешние данные необходимые для расчета: 1. Данные о плотности 2. Данные о распределение 238 U и 232 Th 3. Данные о толщине коры (верхней, средней, нижней) 4. Спектры антинейтрино 238 U и 232 Th Алгоритмы программы: 1. Интегрирования потока от каждой точки коры (Три слоя коры, с разрешением 2×2 градуса) 2. Расчета эффекта от гео-нейтрино в детекторе (Сворачивание спектра с сечением взаимодействия)

11/12/ Порог реакции обратного бета распада МэВ

11/12/ Косинус угла между направлением нейтрино и вылетом позитрона. Косинус угла между направлением нейтрино и вылетом нейтрона.

11/12/ Слой Эффект в мишени протонов Кора 40,2 Верхняя Мантия 1,5 Нижняя Мантия 6,3 Ядро (радиоактивные элементы отсутствуют) Ядро (при доп. Концентрации U г/г) ----0, Ядро (при доп. Концентрации U 5×10 -8 г/г) ВСЕГО (событий от всех слоев): 4848,1654 Таблица 7. Эффект от гео-нейтрино в детекторе массой около 1 кт (10 32 протонов) от различных слоев Земли

В нашей работе: 1. Провели обзор существующих моделей, описывающих строение земли 2. Рассчитали спектры гео-нейтрино 3. Провели обзор работ по расчету потока гео-нейтрино 4. Произвели расчет потока гео-нейтрино в различных точках Земного шара 5. Произвели расчет угловых распределений продуктов реакции в детекторе 6. Выводы

11/12/ KamLAND BOEXINO SNO+ Baksan Hawaii LENA

Благодарности: Кафедре фундаментальных взаимодействий и космологии ИЯИ РАН и научному руководителю: к.ф.-м.н. Синеву Валерию Витальевичу и рецензенту: д.ф.-м.н. Болотову Владимир у Николаевичу