Устройство для детектирования заряженных частиц

Устройство для детектирования заряженных частиц

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,Я0„„795206

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° °

O :O. Ф:; .O. P .Э O::Ф

° °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГП 9 (21) 2774747/18-25 (22) 18.04,79 (46) 30.05.83. Бюл. и 20 (72) С.M.Гукасян, P.Ë.ÊàBàëîâ и И.П.Лорикян (53) 621.387 .424(088.8) (56) 1. Писарев А.Ф. Физика элементарных частиц и атомного ядра. т,3, вып. 3, 1972. 1

2. Гукаясн С.М. Диэлектрический детектор частиц, препринт ЕФИ-280(5)78 (прототип). (54) (57) YCTPONCTBO ДЛЯ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ, содержащее в качестве рабочего вещества слой рыхлого диэлектрика, сигналь 1 Р G 01 Т 5/12; G 01 Т 1/18 ные анодные электроды, погруженные в центральную плоскость диэлектри- ческого слоя и заземленные через низкоомное сопротивление, источник пйтания, катодные электроды, наложенные снаружи на диэлектрический слой и подключенные к отрицательному полюсу источника питания, о т л и-ч аю щ е е с я тем, что, с целью под" держания вясокого уровня эффективности регистрации частиц в течение длительного времени работы, в него введена электронная схема переключения полярности напряжения на наружных электродах детектора, .а в ка" честве вещества детектора использован ф .диэлектрик с ионной проводимостью.

95206

10 й.

15 е

1 7

Изобретение относится к методике экспериментальной физики, конкретно к устройствам, предназначенным для быстрой регистрации заряженных частиц с высоким временным и пространственным разрешением, Известны устройства для детектирования частиц, представляющие собой камеры, в которых в качестве рабочего вещества используются не га" зы, а рыхлые диэлектрические матери, алы (13. Электроны, образованные частице в слое такого вещества, размножают" ся под действием поля и поступают .на проводящие полоски или нити, формируя на них импульсы. Соответствующим расположением полос или нитей возможно определить Х и Э - координаты проходящей частицы.

Известно также устройство для детектирования заряженных частиц, содержащее рыхлый слой диэлектрика, сигнальные анодные электроды, погру" женные в центральную плоскость диэлектрического слоя и заземленные через низкоомное сопротивление, источник питания, катодные электроды,, налаженные снаружи на диэлектрический .слой, подключенные к отрицательному полюсу источника питания(2).

Такой детектор обладает пространственным разрешением лучше, чем

250 мки, амплитуда импульса, сформированного на нити I0 мв, при длителвности его по основанию менее

6 нс. Указанные характеристики много лучше, чем соответствующие ха" рактеристики для системы многопроволочных камер.

Недостатком указанного устройства является уменьшение со временем амплитуды выходного импульса, а соответственно и эффективности регистрации частиц вследствие поляризации среды.

Целью изобретения является поддержание высокого уровня эффектив. ности регистрации частиц в течение . длительного времени рабаты детектора. !

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство для детектирования заряженных частиц, содержащее в качестве рабочего ве- . щества слой рыхлого диэлектрика, сигнальные анодные электроды, погруженные в центральную плоскость . диэлектрического слоя и заземленные через ниэкоомное сопротивление, источник питания, катодные электроды, наложенные снаружи на диэлектрический слой и подключенные к отрицательному полюсу источника питания, в него введена электронная схема переключения полярности напряжения на наружных катодных электродах детектора, т.е. на время паузы подается положительное напряжение, а в качестве рабочего вещества детектора использован диэлектрик с ионной проводимостью.

На чертеже приведена блок-схема устройства для детектирования заряженных частиц.

Устройство состоит из детектора, включающего в:.себя пару электрически соединенных катодных электродов сигнальных золоченных вольфрамовых нитей, толщиной в несколько десятков микрон, натянутые с шагом

1ц0-250 мкм 2; рабочее вещество в виде рыхлого диэлектрического rëîÿ .3 (штриховка), электронного устрой25 ства Ч для периодического изменения полярности напряжения на электродах. .Так как при подаче,на электроды положительного напряжения детектор не работает, то длительность такой паузы для устройства может быт ь сделана равной паузе между двумя после" довательными сбросами пучка на мишень на ускорителях частиц (от нескольких миллисекунд до.десятков секунд) и источника высоковольтного стабилизированного питания 5.

Так как быстрый дрейф положительных ионов в диэлектрике затруднен, то со временем, в зависимости от плот.-. ности потока первичных заряженных ча40

I стиц, образуется экранирующее поле со стороны положительных ионов, препятствующее дальнейшему дрейфу, размножению и сбору вторичных электро45 нов, С увеличением положительного объемного заряда сильно растет также . и рекомбинация электронов. Эти явления приводят к ослаблению сигнала, на анодах. Кроме того, в диэлектрике помимо такой зарядовой .поляризации

50 может иметь место и обычная объем-. ная поляризация.

Отрицательное действие обоих типов, поляризации можно преодолеть изменением на определенное время полярности напряжения на катодных электродах. 8вифу того, что объемный положительный заряд в основном сосредоточен в малой области окоРедактор Й.Петрова Техред.B.Äàëåêîðåé корректор А.ференц.

Заказ 6655/3 Тираж 710;- Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раувская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r; Ужгород,. ул. Проектная, 4.

3 . 795 ло анодных нитей, то даже при небольшой подвижности ионы могут со временем стекать на нити. При таком режиме питания (когда на электродах 1 положительное напряжение) положительный заряд может также нейтрализоваться электродами, образованными холодной эмиссией от анодных нитей, так как на их поверхности напряженность электрического поля до- . 10 стигает 10 в/см.

Применение в качестве пористого диэлектрика, диэлектрика облада" ющего ионной проводимостью и устройства, переключающего полярность на катодах, позволяет осуществить полную деполяризацию детектора.

Использование предлагаемого устройства позволит проводить экспе206 4 рименты с pocTORHMQH высокой эффективностью регистрации частиц, недостижимой с помощью других устройств,.с высоким временным (лучше, чем 10 с ) и прострвнотвенным (несколько десятков микрон) разрешением с высокой стабильностью результатов в течение длительного времени работы детектора.

Если эффективность детектора без применения устройства, .переключа1 ющего полярность на катодных электродах и использования диэлектрика с ионной проводимостью падала на 103 за 1 мин непрерывной работы,. то проведенные испытания устрой-, ства показали, что такое же (103) падение наступает через 2 ч.