莫斯科物理和技术研究所 设备原型:(1)由闪烁圆盘组成的探测器主体，(2)保护涂层中的光纤，(3)用于管理偏移电压和数据采集的控制板，(4)原型框架和地面观测支架
信用:叶戈尔施塔德尼克等人
/仪器杂志 来自MIPT的研究人员已经开发出一种太阳粒子的原型探测器
该装置能够吸收动能在10到100兆电子伏之间的质子和1-10兆电子伏的电子
这涵盖了来自太阳的大部分高能粒子流
新的探测器可以改善宇航员和宇宙飞船的辐射防护，同时提高我们对太阳耀斑的理解
研究结果发表在仪器杂志上
当能量在太阳大气的活跃区域从一种形式转换成另一种形式时，粒子流(或宇宙射线)的能量大约在0
01-1，000兆电子伏
这些粒子大部分是电子和质子，但也观察到了从氦到铁的原子核，尽管数量要少得多
目前的共识是粒子通量有两个主要组成部分
首先，在持续几十分钟到几个小时的短暂耀斑中有狭窄的电子流
然后是具有宽冲击波的耀斑，持续几天，主要包含质子，偶尔还会有一些较重的原子核
尽管太阳轨道飞行器提供了大量数据，但一些基本问题仍未解决
科学家们还不明白在持续时间更短和更长的太阳耀斑中粒子加速背后的具体机制
同样不清楚的是，当粒子加速并离开日冕时，磁重联对粒子的作用是什么，或者在撞击波加速之前，初始粒子群是如何以及在哪里产生的
为了回答这些问题，研究人员需要一种新型的粒子探测器，这也是新的宇宙飞船安全协议的基础，该协议将识别电子的初始波，作为即将到来的质子辐射危险的早期警告
来自MIPT和其他地方的一组物理学家最近的研究报告了高能粒子原型探测器的创建
该装置由多个聚苯乙烯圆盘组成，与光电探测器相连
当一个粒子穿过聚苯乙烯时，它会失去一些动能，并发出光，这种光被硅光电探测器记录下来，作为后续计算机分析的信号
该项目的首席研究员、来自MIPT核物理方法实验室的亚历山大·诺齐克说:“塑料闪烁探测器的概念并不新鲜，这种设备在地球实验中随处可见
使我们获得显著结果的是使用分段检测器和我们自己的数学重建方法
" 《仪器杂志》的部分论文涉及优化探测器段的几何形状
难题在于，尽管更大的磁盘意味着在任何给定时间分析更多的粒子，但这是以仪器重量为代价的，使得将其送入轨道的成本更高
随着直径的增加，磁盘分辨率也会下降
至于厚度，更薄的圆盘更精确地确定质子和电子能量，然而大量的薄圆盘也需要更多的光电探测器和更大的电子器件
该团队依靠计算机建模来优化该设备的参数，最终组装出一个小到足以送入太空的原型
圆柱形装置的直径为3厘米，高8厘米
检测器由20个独立的聚苯乙烯圆盘组成，可接受的精度超过5%
该传感器有两种工作模式:它记录每秒不超过100，000个粒子的通量中的单个粒子，在更强的辐射下切换到集成模式
第二种模式利用一种特殊的技术来分析粒子分布数据，这种技术是由该研究的作者开发的，不需要太多的计算能力
“我们的设备在实验室测试中表现非常好，”MIPT核物理方法实验室的研究合著者叶戈尔·斯塔尼丘克说
“下一步是开发适用于空间探测器操作的新电子设备
我们还将调整探测器的配置，以适应宇宙飞船施加的限制
这意味着使设备更小更轻，并纳入横向屏蔽
还计划引入更精细的检测器分割
这将能够精确测量大约1兆电子伏的电子光谱
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