Detektor reaktorových antineutrin na bázi polystyrenových plastových scintilátorů

Abstract

S3 detektor představuje nový a unikátní experiment na poli neutrinové fyziky. Práce popisuje detektor reaktorových antineutrin od jeho základního stavebního elementu-scintilační desky na bázi polystyrenu, přes dvoukanálový prototyp až po 80-kanálový S3 detektor s komplexním stíněním a DAQ systémem. Detektor vyhovuje přísným bezpečnostním normám pro jaderné elektrárny, takže je vhodný pro instalaci v blízkosti reaktoru. Malá vzdálenost od reaktoru by umožnila studium vlastností neutrin s vyšší účinností, např. studium oscilací neutrin na krátkých vzdálenostech a ověření hypotézy sterilního neutrina. V aplikovaném výzkumu může být detektor použitý pro měření výkonu reaktoru v reálném čase, určování izotopického složení a stupně vyhoření jaderného paliva a případně pro tomografii reaktoru.

The S3 detector represents a new and unique experiment in the field of neutrino physics. The thesis describes the detector of reactor antineutrinos, starting from the basic detector element - a polystyrene-based scintillator, through a two-channel pilot prototype to an 80-channel S3 detector with complex shielding and a DAQ system. The detector complies with rigorous safety standards for nuclear power plants, making it suitable for installation in a chamber directly beneath the reactor. The close proximity to the reactor allows for the study of neutrino properties with higher efficiency, such as the investigation of short-baseline neutrino oscillations and the verification of the sterile neutrino hypothesis. Moreover, the S3 detector can be used in applied research for real-time measurement of reactor power, determination of the isotopic composition of nuclear fuel and burnup degree, as well as performing tomography of the reactor.