Способ измерения координаты треков харяженных частиц

Патент 546224

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

>54б224

Со!оз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополчительное к авт. свид-зувЂ” (22) Заявлено 17.11.75 (21) 2189635/ 18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) ПриоритетвЂ” (43) Опубликовано 30.08.78. Бюллетень № 32 (45/ Дата с-.óáликозания описания 25.07,78 (51) М.Кл. 6 01 Т 1/18

Н01 J 39/26

:Государственный ко! !итет

Совета Министров СССР ло делам изобретений . и открытий (53) УДК 621.387.424 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е. А, Дамаскинский и А. Г. Крившич

Ленинградский институт ядерноЙ физики им. Б. П. Константинова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КООРДИНАТЫ

ТРЕКОВ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

Изобретение относится и способам детектиpoBBHHH заряженных частиц преимущественно в экспериз!е!!тах, проводимых на пучках ускорителей. Пропорциональная камера широко используется в технике физического эксперимента для определения координат треков ча тиц.

Извгстгн способ .(1) измерения координаты треков заряженных частиц с помощью плоских проволочных пропорциональных камер, согласно которому координату трека определяют по номеру сл!гна fbHQH проволочки, на которой возник импульс при п рохождении около нее запряженной частицы.

Однако такой способ изх!ере!!ия имеет невысокую точность определения координаты трека, которая ограничена предельным расстоянием между сигнальными проволочками KBмео.

Наиболег близким к предлагаемому является способ измерен ия координаты треков заряженных частиц (2) с,использованием нескольких Л! проволочных пlo=KHx;:ропорциональных камер, у .которых расстояние $ между си.",нальными проволочками 25 одинаково, причем сигнальные проволочки одной камеры сдвинуты относительно сигнальных I!ðîволочек другой камеры на велич!:яу 5jA при N 2. Координату трека частицы определяют IlO номеру той сигнальной проволочки (B любой пз lv камер), на которой электрический импульс появляется за вре мя длительности управляемого импульса 6АТЕ схемы временных ворот раньцтг, чем.на других проволочках. B этом случае длительность импульса схемы временных ворот подбирают такой, чтобы обеспе-гить собирание электронов, образованчых заряженными частицами, которые прошли в зоне, регистрации сигнальной проволочки, на расстоянии +- S/2 от проволочоси (т. е. из условия 100% эффективности регистрации частиц). Такой способ также имеет невысокую точность измерения координаты трека.

Цель изобретения вЂ” повышение точчости измерения координаты треков част!гц с помощью Л пропорциональных камер.

Указанная цель :достигается тем, что уменьшают длительность импульса временных ворот до,величины» при которой эффективность регистрации заряженной частицы отделbчой сигнальной проволо-Iêè каждой из ках!ер составляет 150/N %, и регистрируют координату трека частицы по срабатыванию одной сигнальной проволочки или двух ближайших друг,к другу си-.нальных гроволочек. расположенных в соседних камерах или в пер вой и последней камерах.

Прп .этом обеспечивается регистрация треков только тгх частиц, которые пересе546224

E = % 50%

150

3 кают плоскость сигнальных проволочек на расстоянии от них, менышем или разном

3/4 $ Л . Частицы, прошедшие на больших расстояниях, сигнальными проволочками данной пропорциональной камеры не регистрируются. Они регистрируются одной из оставшихся (Л вЂ” 1) пропорциональных камер, а именно, той:камерой, для которой указанное условие выполняется. Таким образом, эффективность регистрации частиц системой из N камер (Ел:) остается, как и з п рототипе, близкой к 100%, в то время как эффективность каждой из А пропорциональных камер (Е1) равна:

Е, =2 34 S N 1$100!о= %

150,, где N)2.

При этом,регистрирозать координату трека частицы, следует по электрическому сигналу, возникающему з течение длительности импульса временных ворот на одной проволочке или на двух ближайших друг к другу сигнальных, проволочках, расположенHbIx,в соседних камерах, или на двух ближайших друг к другу сигнальных проволочках, расположенных в первой и последней камерах. Точность .измерения координаты более высокая, чем при известном способе, и составляет +- /, S/2N.

Координата трека частицы будет определена л ибо по номеру одной сработавшей сигнальной проволочки, либо она будет находиться посредине между проволочками, если электрические импульсы возникли за время 6ЛТЕ на двух ближайших д руг к другу оигнальных проволочках, расположенных в соседних камерах, либо в первой и последней камерах.

Уменьшение длительности импульса временных,ворот улучшает временное разрешение пропорциональной камеры, уменьшает фон случайных совпадений и т. п.

На фиг. 1 схематически показаны три пропорциональные камеры, измеряющие х-координату треков заряженных частиц..Параллельный пучок заряженных частиц падает,перпендикулярно плоскости камер. Сигнальные проволочки 1 одной камеры сдвинуты относительно сигнальных проволочек другой камеры на расстояние S/3.

Высоковольтные электроды 2 показаны сплошными линиями.

На фиг. 2 показаны рабочие зоны 8 сигнальных проволочек трех пропорцион-lëüных ка мер, каждая сигнальная проволочка регистрирует только частицы, прошедшие яа,раостоя нии +- 3/4 S/3. Та ким образом, эффективность одной сигнальной проволочки ра вна

Эффективность Е,=50 % обеспечивается длительностью, импульса временных ворот. Частицы, прошедшие на расстоянии х(/4 . S/3 от си нальной проволочки, вызызают срабатыва,ние только одной сигнальной проволочки (незаштрихованные области 4). Частицу, прошедшую на расстоянии от проволочки 3/4 . $/3)х> /4 $/3, регистрируют по ораоатыван ию двух ближайших хдруг к другу сирнальных проволочек, расположенных в соседних камерах или в первой и третьей (последней) камерах (заштрихованные области 5).

На фиг. 3 показано идеальное распределение эффективности регистрации треков частиц сигнальными проволочками при параллельном пучке частиц, падающем перпендикулярно на пл оскость,камер. На практике расходимость пучка приведет к некоторому размытию рабочих зон сигнальных проволочек, что показано пунктирной л,инией.

Рассмотрим регистрацию пучка заряженных частиц пропорциональной камерой с S=2 лм, часто используемои:на практике. Такая камера позволяет измерять координату трека частицы с точностью - 1 лм.

Если для измерений использовать две камеры, проволочки которых сдвинуты на

1 лл одни относительно других,;и подобрать длительность импульса временных ворот, обеспечивающую эффективность каждой камеры;5%, то, основываясь на срабатывании одной и д вух проволочек, достигают точности измерений координаты терека частицы +. 0,25 лл. Эффективность регистрации частиц системой из двух камер будет такой же, как и в случае, использования одной камеры (Е вЂ”- 1 00%).

Предложенный способ позволяет делать измерения с точностью до толщины трека частицы. Например, три камеры с шагом

S=1 лм позволяют измерить координату с точностью +- 0,083 мм.

Фор мула изобр ете н ия

Способ измерения координаты треков заряженных частиц с использованием нескольких (N) плоских проволочных пропорциональных камер, у которых, расстояния (S),ìåæäó сигнальными проволочками одинаковы, а cIH:líàëüíûå проволочки камер смещены одна относительно другой на,величину S/N. путем считывания электрических импульсов, поступивших за время длительности импульса в ременных ворот, о тл ич ающий ся тем, что, с целью позыцения точности измерения, уменьшают длительность импульса временных ворот до величины, при которой эффективность регистр а ции зар яженной частицы отдельной сигнальной проволочкой каждой из камер со150 стазляет %, и ре;,истрируют коо рдинату трека частицы по срабатыванию одной

546224

Пу ак за >пенп х частиц

700% сигнальной проволочки или двух ближайших друг к другу сигнальных проволочек, расположенных в соседних .камерах или в пер вой,» последней камерах.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Hucl Iustm and Neth б2, р. 235, 1968.

2. Ни.1 Iustr and Meth 80, р. 13, 1970.