Многонитяная камера для регистрации ионизирующих частиц

Многонитяная камера для регистрации ионизирующих частиц

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свил-вуСоюз Соаетскмз

Соцмалмстммескмз

Респтблмк » 652516,,", 5; т I y p }

Д", 1 >„>"д ; 1 (51) M. Кл.

QI 01 Т 5/12

Н 01 У 39/339 (22) Заявлено 15.11.76(21) 2420186/18-25 с присоединением заявки №вЂ”

foeyAapcTIoN64 NwTeT

СССР аа двлам азабратвааЯ я аткритай (23) Приоритет(53) УДК 621.387е .424 (088.8 }

Опубликовано 15.03.79Зюллетень № 10

1 . Дата опубликования описания 19.03.79 (72) Авторы изобретения

В. A. Монич, Е. А. Монич, В. И. Рыкалин и В. К. Чернятин (71) Заявитель (54) МНОГОНИТЯНАЯ КАМЕРА 0ЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ИОНИЗИРУЮЩИХ ЧАСТИЦ

Изобретение относится к области детекторов частиц, используемых в экспериментах по физике высоких энергий и ядерной физике.

Известны многопроволочные камеры пля регистрации ионизирующих частиц, наполня 5 емые инертными газами с многоатомными добавками или конденсатами благородных газов. Исследуемая частица иониэируег на своем пути атомы рабочей среды детектора. Регистрируется электрический сигнал, та который создают ионы, дрейфующие в электрическом поле детектора на одном из электродов камеры )l) .

Известна также многопроволочная камера, заполненная инертным газом в газовой кпи конденсированной фазах, содержащая параллельно натянутые проволоки с интервалом между ними 1 т2 мм, лежащие в обшей плоскости и служащие анодом камеры (2) . Электроны, освобожденные кони- Зт эирующим излучением, дрейфуют к аноду.

Величина разности потенциалов между катодом и анодом выбирается такой, чтобы вблизи проволочек-анодов, г.е. íà рассгоянин ог проволочки порядка.-ее диаметра электроны, ускоряясь в неоднородном электрическом поле, осуществляли ударную ионизацию атомов рабочей среды, Электрический сигнал, который наводится íà электроды детектора дрейфующими между ними ионами, регистрируется и училиваегся электронной аппаратурой.

Известные многопроволочные газонаполненные пропорциональные камеры наполняются инертным газом с многоатомными добавками, что позволяет достигать к фипиенгов газового усиления 10 +10

Многоагомные примеси в процессе работы камеры распадаются тем: быстрее, чем больше загрузка камеры, существенно ограничивая допустимую долговременную загрузку детектора потока частиц (менее

10 /сек частиц на проволоку).

Применение известных многопроволочных пропорциональных камер, наполненных конденсагами инертных газов, ограничива= ется тем, что вследствие большей по сравнению с газами плотности рабочей среды достигается,коэффициент усиления не более 1О3. Это приводит к необходимости применения дорогостоящей регистрирующей электронной аппарат,ры с большим коэффициентом усиления и соотношением си нал-шум при реализации детекторов с высоким двухмерным пространственным разрешением ° ПОвышение пространственного разреше-,. 1O ния многопроволочных камер за счет уменьшения расстояния между нитями приводим к необходимости иепользования уси

;лителей с коэффициентами усиления выше

10 . Это значительно удорожает аппараЭ туру и делает практическч неосуществимы -. мй многопроволочные двухмерные камеры,наполненные конденсагами благородных га . .зов йри расстоянии между нитями (100 мк.

Целью изобретения является увеличение а допустимой загрузки газонаполненной мно.гонитяной камеры потоком частиц, улучшение пространственного разрешения газонаполненных и жидкостных многонитяных ка мер для регистрации иониэирукццих частиц

Поставленная цель достигается тем, что, в качестве нитяных анодов используются электропроводящие фотолюминесцирующие свегопропускающие нити, конвертирующие ультрафиолетовое излучение электролюминесценции в видимый свет и транспорти. рующие его к фотодетекторам, а наполнение газонаполненной многонитяной камеры производится инертным газом без мйогоатомных добавок. Нитяные аноды выполня-

; 35 ются в виде металлического проволочного керна, покрытого двумя слоями стекла, причем стекло внешнего слоя выполнено фотолюминесцирующим и имеющим коэффициент преломления больший, чем внутрен46 ний слой стекла, покрывающий металлический керн.

Дрейфующие к аноду свободные элект. роны, освобожденные при ионизации рабочей среды детектора исследуемой частицей, сталкиваются на своем пути с атомами рабочей среды. Величина разности потенциалов между электродами детектора подбирается такой, чтобы свободные электроны набирали энергию достаточную для возбуж-, дения атомов рабочей среды, на расстоянии or анода сравнимым с радиусом нити. Возбужденный агом через время 10 сек излучает квант света, переходя на основной уровень. Другими слова5$

i ми, используется эт,эктролюминесценгный режим работы проволочных камер, характерный для raz называемых люминесценгg ф ных камер. Испускаемые вблизи анода фотоны (в основном соответствующие области вакуумного ультрафиолета), попадая в люминесцентное стекло конвертируются с эффективностью, близкой к 100Уо, в a;.>димое излучение, распространяющееся в стекло практически беэ потерь.

Нитяной анод камеры является одновременно и свеговодом, с торцом которого оптическим контактом соединены фотодетекторы.

Известны электронно-оптические преобразователи и малогабаритные фотоумножи-.ели, в том" числе на основе каналовых умножителей, преобразующие импульс света в электрический сигнал и усиливаю щие его до 10+10 раз. Такого усиления достаточно для регистрации фотоэлектрического сигнала, возникающего на фогокагоде фотодетектора or светового импульса отдельной нити и составляющего несколько сот фотоэлекгронов.

На чертеже изображена"светопроводящая фоголюминесцирующая нить в продольном разрезе.

Предлагаемая камера содержит свегопроводные фотолюминесцирующие нити, соединенные оптическим контактом с фотодетекторами. Све топроводная фотолюминесцирующая нить состоит иэ элекгропроводного керна 1 (в качестве которого может: служить тонкая проволочка) и двух слоев стекла 2 и 3. Люминесцирующее стекло, напрймер, марки U

Многонитяные газонаполненные камеры со светопроводными фоголюминесцирующими нитями способйы обеспечить большую загрузку потоком частиц в эксперименте по сравнению с газонаполненными многопроволочными пропорциональными камерами, Регистрация люминесценции рабочей среды детектора с помощью. фотолюминесциру щих светопроводных нитей позволяет увеличить пространственное разрешение газонаполненных и наполненных конденсатами инертных газов многонитяных камер, избежать применения дорогостоящей электронной регистрирующей аппаратуры. В случае двухмерной камеры, наполненной сжижен

Ф товых сигналов как нельзя. лучше подходят електроннооптические. преобразователи с волоконными шайбами, обеспечивакпцие пространственное разрешенне 20-, 30 мк н прн размере фотокатодов до 50 мм. Это > с означает, что изобретение позволяет реа- т лнзовать многопроволочные камеры на сжнженных благородных газах с пространственным разрешением 20-:30 мк при характерных размерах камеры 50 мм. Воз- о к ,можна также реализация многопроволочных камер с пространственным разрешением лучше 1 мм н линейнымн размерами более 1 м, н

Формула изобре тення !

1. Многонитяная камера для регистрация ионизирующих частиц, заполненная

20 инертным газом в газовой нли конденсированной фазах, содержащая параллельно натянутые ннтяные аноды, о т л н ч а юш а я с я тем, что, с целью улучшения, пространственного разрешения с одновременным увеличением загрузочной способости, нитяные аноды выполнены в вндь ветопроводящих фоталюмннесцирующих нией.

2. Камера по и, 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что нитяные аноды выполены в виде металлического проволочного ерна, покрытого двумя слоями стекла, рнчем стекло внешнего ceo выполнено фотолюминесцирукхцнм и имекицнм коэффниент преломления больший, чем внутрений слой стекла, покрывающий металлнче» скнй керн, Источники информации, принятые во . вннманне прн экспертнзе

1.Annual r емец о1 Nuclear Scienc,е, 1970, Ч 20, р,.213»

2. РоОсоп ро "Труды Международной конференции по методике проволочных камер, Дубна, 1975, с. 302.

1 g д

Составитель В. Макаров

Редактор H. Коган Texp" g ll. A cpa Kop exr ; C. щей ар

Заказ 1054143р" Тираж 696 Подписное

ЦНЙИПИ Государственного комитета СССР по делам нэобретеннй н открытнй

113035, Москва, Ж-35, Раушская на6., д, 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4