Устройство для выработки триггера на множественность

Устройство для выработки триггера на множественность

Реферат

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано в ядерной физике и астрофизике.

Известно устройство (G.Bitsadze, V.Brekhovskikh, A.Kuptsov et al. Nucl. Instr. and Meth.A 533 (2004) 353) для измерения числа частиц, состоящее из детекторов, установленных перпендикулярно пучку падающих частиц. При большом числе элементов поперечный размер детектора (сцинтиллятора, например) становится меньше диаметра фотоумножителя, что усложняет конструкцию детектора. Кроме того, при уменьшении поперечного размера элемента возрастает вероятность одной частицы пройти через два соседних элемента. Как показано в этой же работе, определение множественности по ионизационным потерям не эффективно из-за ширины распределения Ландау ионизационных потерь.

С другой стороны, предложено устройство (М.Beck, K.H.Brenzinger, W.Bruckner et al. Nucl. Instr. and Meth.A 355 (1995) 351) для измерения числа частиц, состоящее из дискретных элементов (пикселей).

У такого устройства имеются следующие недостатки:

1. сложная конструкция детектора, содержащего много элементов;

2. число регистрирующих каналов равно числу активных элементов (пикселей), т.е. при числе сцинтилляторов 10³ такое же количество требуется и фотодетекторов, и каналов электроники.

Задача, решаемая изобретением, - упрощение конструкции устройства, резкое сокращение числа регистрирующих каналов.

На фиг.1 изображено заявляемое устройство. Оно включает две плоскости годоскопов 1, в которых детекторы (сцинтилляторы или газовые детекторы) в форме полос расположены перпендикулярно в каждой плоскости, сигналы с этих детекторов поступают на логическую схему 2, выдающую сигнал при числе входных сигналов >1, выходы которых поступают на схему 3, выполняющую функцию ИЛИ.

При прохождении двух (и более) частиц через устройство могут быть следующие варианты:

- частицы проходят через разные элементы годоскопа в обеих плоскостях, каждая схема 2 выдает сигнал, поступающий на схему 3, которая в свою очередь выдаст сигнал;

- в одной плоскости частицы проходят через разные элементы годоскопа, а в другой плоскости - через один элемент, тогда на схему 3 поступит один сигнал со схемы 2 и схема 3 выдаст сигнал о прохождении через годоскоп больше одной частицы;

- все частицы пройдут через один элемент в каждой плоскости годоскопа и схемы 2 не выдадут сигнал, это соответствует неэффективности, которая равна 1/N², где N - число элементов годоскопа одной плоскости (для простоты полагаем равное число элементов в каждой плоскости). Таким образом, при N=10 неэффективность регистрации 2 частиц будет равна 1%.

В предлагаемой конструкции устройства число регистрирующих каналов равно 2×N. В прототипе число каналов равно N². Отношение числа каналов для старого и нового методов равно

R=N²/2N=N/2,

где N - число элементов в годоскопе. Таким образом, даже для очень скромных размеров годоскопа с N=100 выигрыш будет равен R=50.

Конструктивно годоскопы могут представлять из себя любые детекторы ионизационного излучения, имеющие форму полос (сцинтилляторы, полупроводниковые детекторы, пропорциональные камеры и т.д.).

Устройство для отбора событий с множественностью более 1 частицы, представляющее два годоскопа с элементами, расположенными перпендикулярно друг другу, отличающееся тем, что сигналы с каждой плоскости годоскопа поступают на логическое устройство, вырабатывающее сигнал при срабатывании более одного элемента годоскопа, выходы которых соединены со входом схемы ИЛИ.