Калориметр

Калориметр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение касается регистрации ядерных излучений и может быть использовано в калориметрах типа металл-сциктиллятор. Цель изобретения повышение точности определения энергии и достоверности идентификации частиц высоких энергий; достигается путем повышения уровня разделения электронов и адронов в калориметре и однородности отклика калориметра. Калориметр выполнен в виде модулей, расположенных продольно по отношению к направлению траектории частиц, и состоит из чередующихся пластин металлам сцинтиллятора, через котбрые прохолит волокониый световодсместитель спчктра, причем он выполнен в виде спирал, проходящей через все сцинтилляционные пластины в круговых и наклонных пазах, а модули калориметра разбиты по гл бине на части, каждря из которых просматривается своим волоконньм световодом. 1 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕО4ИХ

РЕСПУБЛИК (19l (И) SU

А1 (5I)5 G 01 Т 1 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н AGTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧКРЦТИЯц

ПРИ ГКНТ СССР

1 (46} 07 ° 12. 90. Вюл. 11- 45 (21) 4295284/40-25 (22) 10.08.87 (72) Г,И.Качнов, И,В.Мануйлов, В.А.Поляков и В.И.Рыкалин (53) 539,1.074.3 (088,8) (56) Albrou И.G. et al. A.uranium

scintillator .calorimeter witH р1ае-, tic-fibre readout, — Preprint CERN— /EP/86-13I, Fesaler H. et al. А.csintillator1eand photon calorimeter using optical readout systems NTN А 240, 1985, 284. (54 ) KAJI0P HMETP (57) Изобретение касается регистрации ядерных излучений и может быть использовано в калориметрах типа металл-сцинтиллятор. Цель изобретения

Изобретение касается измерений ядерных излучений, в частности устройств, измеряющих энергию электронов, гамма-квантов и адронов по величине сцинтипляционных сигналов о г электромагнитных и адронных ливней, возникающих в калориметрах типа сэндвич ме-. талл-сцитиллятор.

Целью изобретения является повьппение точности определения энергии и достоверности идентификации частиц высоких энергий путем повьппения уровня разделения электронов и адронов и однородности отклика калориметра.

В предлагаемом калориметре модульного типа. каждь<й модуль состоит из нескольких (2-5) частей, а вывод све", <ового сигиала от каждой части моду2 повьппение точности определения энер-. .гии и достоверности идентификации частиц высоких энергий; достигается путем nэвьппения уровня разделения электронов и адронов в калориметре и однородности отклика калориметра.

Калориметр выполнен в виде модулей, расположенных продольно по отношению к направлению траектории частиц, и состоит из чередующихся пластин металла н сдинтиллятора, через кот6рые проходит волоконный световодсместитель сп ктра, причем он выполнен в виде спирали, проходящей через все сцинтилляционные пластины в круговых и наклонных пазах, а модули калориметра разбиты по глубине на час. ти, каждая из которых просматривается своим волоконным световодом. 1 ил. ля осуществляется с помощью од1 ного оптического волоконного световода-сместителя спектра, который последовательно "опрашивает" (проходит через) сцинтнлляционные пластины отдельной .части модуль. Использование спирального волокна для сбора света позволяет улучшить эффективность и однородность светосбора, уменьшает при модульной структуре количество и относительную плбщадь зон.неэффективной .регистрации, от которых зависит точность определения энергии частиц и повьппается надежность индентифицирования. Кроме того, вывод света спнралъньг< спектросмещающим волокном позволяет во-первь<х, сохранить модульную структуру калориметров, т.е.

151757 2 калоржетр состоит рз одинаковых взажозвменяемых модулей, которые могут собираться в аобой конфигурации; во-вторых, обеспечивает возможность разбиения модуля калориметра на несколько частей без ухудшения однородности отклика, т.е. без создания эон неэффективной регистрации и эон нелинейности между величиной отклика и энергией поглощенной частицы; в-третьих, обеспечивает высокую. эффективность сбора света, т.е ° регистрапию 1,5-2 фотоэлектронов от

ОднОй сцинтилляционной пластины llpH прохождении мин иально иониэирующей частицы, Ма чЕртеже Схематически изображен предлагаемый калориметр.

Все част» калориметра или несколь- 20 ко частей модуля состоят каждая иэ сцннтилляционных I и свинцовых 2 пластин, количество которых может быть от 5 до 10 размером (в рассэ»атриваемом случае) до 100xl00 мм, Между пластинами имеются зазоры 3, размером 1-2 мм, образованные прокладками 4, расположенньми вблизи оси модуля. Оптический волоконный смести; тель спектра 5 размещен в углублен- ных в тело сцинтилляционных пластин со стороны их торцовых поверхностей круговых н наклонных пазах и проходит через надрезы в свинцовых пластинах 6 между отогнутыми в нап-. равлениях соседних сцинтилляционных пластин краями надрезов. Диаметр дна круговых пазов равен разности диа-. метров вписанной в сцинтилляционную пластину окружност..» и двойного диамет40 ра волоконного световода-сместителя спектра.

Оба торца каждого световода-сместителя спектра непосредственно либо чеРез оптические волокна того же диа-. 45 метра присоединяются к фотоприемнику.

Оптические волокна, соединенные с волоконным световодом-сместнтелем спектра, могут выходить как в поперечном, так

° и в продольном направлениях по этно50 шению к направлению траекторий частиц..

В последнем случае все части модуля вместе с одним ипи несколькимн фотоприемниками могут быть помещены в один кожух причем волоконные световоды-сместители спектра прохо55 дят к фотоприемникам через параллельные оси модуля пазы в сцинтилляцион". ных и свинцовых пластинах.

Для уменьшения количества фотоприемников может быть использована задержка сигналов в оптическом волокне, Для этого сигналы от спектросмещающего волокна поступают в оптическое волокно, длина которого для отдельных частей модуля выбирается такой, чтобы разность временных задержек прихода сигналов к фотодетектору от частей модуля была больше длительности сигналов на выходе фотодетектора. В реальной ситуации длительность сигналов отдельных частей модуля по основанию с учетом собственной длительности фотоприемника (ФЭУ) не превышает 10-15 нс н оказывается достаточной разность задержек 15-20 нс, что соответствует разности длин оптических волокон 3-4 м при удельной за,.ержке в оптических волокнах, составл »ющей около 5 »»с/см, Как показывают результаты измерений, даже одна часть предлагаемой конструкции модуля (10 свинцовых и сцинтилляционньм пластин), расположеннан перед электромагнитным калориметром с полосковым световодом-сместителем спектра в 3-5 раэ снкхает величину неоднородности в отклике валоры»етра При прохождении частиц вблизи световода-сместителя спектра.

Изготовлен модуль калориметра, состоящий из четырех частей, каждая из которых содержит по 10 сцинтилляционных пластин толщиной 5 мм и свинцовых пластин толщиной 3 мм. При испольэованной толщине свинцовых пластин общая толщина свинцовых пластин 120 мм, что достаточно для полного поглощения электромагнитных лин.»ей вплоть до энергий в несколько тысяч ГэВ. Неоднородность светособирания при прохождении частиц в пределах размеров сцинтилляционной, пластины не превышает 52, что вдвое лучше, чем в прототипе, Достигнутый уровень разделения электронов и адронрв.при использовании модуля калориметра (10 свин" цовых и сцинтилляционных пластин) и суммарного сигнала от остальных трех частей составкп 20 при 95Х эффективности регистрации электронов. ,формула изобретения

Калорииетр, содержащий модули, расположенные продольно по отношению к направлению траекторий частиц

Составитель С.Михеенко

Техред Л.Олийнык Корректор М.1яарожи

Редактор Л.Письман

Заказ 4338 Тирам 358 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óìãîðîä, ул. Гагарина, 101

5 !5 и состоящие нз чередующихся металлических и сцинтипляционных пластин и волоконных световодов-сместь гелей спектра, о т л и ч а ю щ и № с я теи, что, с целью повьвпеиня точности определения энергии и достовер- . ности идентификации частип высоких энергий путем повыюения уровня разделения электронов и адронов и однород17572 6 ности отклика калориметра, модули калорииетра разбиты по глубине на части, причем каждая часть состоит из чередующихся металлических н сцинтилляцнонных пластин и волоконного световода-сместителя спектра, выполненного в виде спирали, проходящей через все сцннтилляционные пластины в круго. вых и наклонных пазах.