ИАФ НИЯУ МИФИ
Новости Института
Об Институте
Проекты
Коллектив института
 "КОРОНАС-ФОТОН" 
Приборы комплекса научной аппаратуры "ФОТОН"
Телескоп низкоэнергичного гамма-излучения RT-2
ТАТА институт фундаментальных исследований (TIFR), Мумбаи, Индия
Изучение быстрой переменности рентгеновского излучения в солнечных вспышках
Научный руководитель: А.Р. Рао.
Соруководитель: С.К. Чакрабарти (Национальный центр фундаментальной науки им. С.Р. Бозе, Калькутта, Индия).
Разработчики: Дж.П. Малкар, М.К. Хингар, С. Шрикумар, А.Нанди, Ю.Д. Котов, А.И. Архангельский, В.Н. Юров, Р.А. Зятьков.
Научные задачи эксперимента:
- исследование рентгеновского и гамма-излучения Солнца и других космических источников: галактических и внегалактических рентгеновских источников, ядер активных галактик, гамма-всплесков, жёсткого рентгеновского диффузного фона.
Цели эксперимента:
- регистрация временных профилей солнечного рентгеновского излучения в энергетическом диапазоне 15кэВ–1МэВ с временным разрешением 0,1 с;
- спектрометрия солнечного рентгеновского и гамма-излучения в энергетических диапазонах 10кэВ–1МэВ;
- получение изображений солнечных вспышек в жёстком рентгеновском диапазоне с использованием полупроводникового детектора на основе CdZnTe и CMOS матрицы с нанесенным на неё сцинтиллятором GdOS.
Основные характеристики и состав прибора
Параметр Сцинтилляционный детектор в режиме:
Фосвич Мониторинг
Cs(Tl)
ППД
CdZnTe
GdOS/CMOS
Энергетический диапазон 15–150 кэВ 0,15–1 МэВ 10–100 кэВ 15-200 кэВ
Эффективная площадь, см2 100 100 48 4,5
Энергетическое разрешение <25% (60кэВ) 8% (662 кэВ) 8% (60 кэВ) Пороговый режим работы
RT-2 включает в себя три детекторных блока RT-2/S, RT-2/G, RT-2/CZT и блок электроники RT-2/E. Детекторные блоки располагаются вне гермоотсека спутника. Блок электроники располагается в гермоотсеке.
RT-2/S RT-2/CZT

Схемы блоков детекторов RT-2

В блоках RT-2/S и RT-2/G используются одинаковые составные сцинтилляционные детекторы (фосвич-детекоры). Солнечное излучение через коллиматор попадает на композицию сцинтилляторов 3 мм NaI(Tl)/25 мм CsI(Na) с одинаковым диаметром 11,7см, просматри-ваемых одним ФЭУ (фосвич-детектор). Рентгеновские фотоны поглощается в основном в NaI(Tl), гамма-кванты могут взаимодействовать в любом из них, а также выделить энергию одновременно в обоих. Сигналы с ФЭУ поступают в блок электроники, где по анализу формы сигнала выделяются события с энерговыделением только в NaI(Tl). Фоновое излучение в фосвич-моде может быть идентифицировано по взаимодействию излучения с кристаллом CsI(Na). 
Сцинтилляционные детекторы работают параллельно в двух энергетических диапазонах: 15–150 кэВ (в фосвич-моде) и 0,27–1 МэВ (в спектрометрический моде по измерению полного сигнала от обоих сцинтилляторов). Фосвич-детекторы окружены пассивной защитой. Углы зрения определяются коллиматорами из тантала толщиной 0,2 мм. Для коллимированного излучения детекторы RT-2/S и RT-2/G имеют углы зрения: 4x4 и 6x6 градусов соответственно.
Калибровки детекторов проводятся на орбите с использованием маломощного радиоактивного источника 57Co.
В блоке RT-2/CZT расположено два детектора жёсткого рентгеновского излучения. В одном из них использован полупроводник кадмий-цинк-теллур (CZT), который обладает высокой тормозной способностью, низким тепловым шумом, работоспособностью при температуре, близкой к комнатной (-10 + 10°С), а также высокой эффективностью регистрации для жёсткого рентгеновского диапазона. Эффективная площадь детектора CdZnTe равна 48 см2, что достигается использованием трех модулей CdZnTe размером 40x40 мм. Каждый модуль CdZnTe представляет собой матрицу элементов размером 2,5x2,5 мм (5 мм толщиной) каждый.
Над CZT-детектором на расстоянии 40 см расположен коллиматор в виде кодированной апертурной маски со случайным расположением поглощающих элементов (КАМ). КАМ имеет два модуля размером по 16 см2, толщиной 0,5 мм, материал – тантал. Размер каждого элемента 2,5x2,5 мм. 
Оценённое угловое разрешение композиции CZT для слабых вспышек составляет 30 угловых минут, для мощных вспышек может быть улучшено обработкой вплоть до 2 угловых минут.
Другой детектор блока RT-2/CZT выполнен из сцинтиллятора GdOS размером 25х50 мм и толщиной 3 мм, находящемся в оптическом контакте с CMOS матрицей с эффективным размером пикселов 100х100 мкм. Над GdOS/CMOS детектором на расстоянии 40 см установлен коллиматор в виде двух пластин Френеля, диаметром 2,5 и 3 см соответственно, которые изготовлены из вольфрама толщиной 1 мм, обеспечивающие модуляцию излучения вплоть до 100 кэВ. Для наиболее мощных вспышек при их простой пространственной структуре угловое разрешение может достигать 5 угловых секунд. 
Бортовая память составляет 10 Мбайт при одной или двух передачах телеметрических данных на Землю. Общий вес прибора RT-2 – 44кг, потребление 20 вт.
Время накопления данных детекторами во вспышечной и мониторной модах
  Фосвич CZT GdOS/СMOS
Время накопления (мониторинг) 1 с временной ход
100 c спектры
1 с временной ход
100 с спектры
100 с изображение
Время накопления (вспышечная мода) 0,1 с временной ход
10 с спектры
1 с временной ход
100 с спектры
100 с изображение

Примечание:
1. Энергетические спектры в 512 каналах. В диапазоне 0,15–1 МэВ используется 256 каналов.
2. Временной ход и изображения в CZT детекторе измеряется в четырёх каналах (<40 кэВ; 40–60 кэВ; 60–100 кэВ; >100 кэВ);
3. Границы каналов могут изменяться телекомандами.

Общий вид блока RT-2S
Научная программа и задачи проекта "КОРОНАС-ФОТОН"
Основные характеристики КА "КОРОНАС-ФОТОН"
Приборы комплекса научной аппаратуры "ФОТОН"
Результаты измерений, выполненных приборами КА "КОРОНАС-ФОТОН"
© ИАФ НИЯУ МИФИ
2002-2011 г.
© Оформление - de Vladi