Способ разделения ядерных частиц по массам с помощью рентгеновского переходного излучения рпи

Патент 843558

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетския

Социалистическик

Республик

843558 (61}Дополнительное к авт. свид-вувЂ” (22) Заявлено 150? 80 (21) 2882755/18-15 с присоединением заявки НовЂ” (23) ПриоритетвЂ”

Опубликовано 0710.82 Бюллетень М 37 (51)М Кл з

G 01 7 1/00

Н 01 J 49/26

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий! И) УДК 621 387 .424(088.8) Дата опубликования описания 03.02.83 (72) Авторы изобретения Р.A. Астабатян и M.Ï. Лорикян (71) Заявитель (54) СГЭСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ЯДЕРНЫХ ЧАСТИЦ ПО МАССАМ

С ПОМОЦЬЮ РЕНТГЕНОВСКОГО ПЕРЕХОДНОГО

ИЗЛУЧЕНИЯ (РПИ) Изобретение относится к методике эксперимента в области физики высоких энергий, преимущественно к области применения рентгеновского переходного излучения (РПИ) для разделения частиц высоких энергий по массам.

Известный способы разделений частиц высоких энергий с помощью

РПИ, основанные на применении дрейфовых пропорциональных камер или их сочет ани и (1 ).

Основным ограничением применения этих способов является сопутствующий им фон ионизационных потерь энергий проходящей частицы.

Наиболее близким к предлагаемому является способ разделения частиц по массам с помощью РПИ, заключающийся в пропускании первичной час тицы и РПИ через газовый объем и вытягивания вторичных электронов, образованных в газовой среде поперечным электрическим полем (2)..

Вытягивание вторичных электронов производится однородным электрическим полем.

Однако известный способ не позволяет уменьшить амплитуду сигнала от первичной частицы без снижения амплитуды импульса от фотоэлектрона, образованного РПИ, и, следовательно, не дает возможности применять РПИ для разделения частиц по массам в области низких. энергий и не обеспечивает эффективное разделение частиц высоких энергий. Решить же вопрос о разделении частиц высоких энергий по массам методом РПИ, когда энергия фотонов РПИ и вероятное значение ионизационных потерь энергий первичной частицей сравнимы по величине, изменением давления газа, сорта газа практически невозможно. Это обуслов1 лено тем, что амплитуда импульса от фотона РПИ и амплитуда импульса от ионизационных потерь энергии проходящей частицы сравнимы, если эти потери энергий и энергия фотона PFIH имеют сравнимую величину.

Целью изобретения является уменьшение амплитуды импульса без снижения амплитуды и повышение эффектив-. ности разделения. частиц высоких энергий, движущихся по близкчм траекториям с РПИ.

Поставленная цель достигается тем что в известном способе разделения частиц по массам с помощью рентге- новского переходного излучения (РПИ )

843558 заключающемся в пропускании первичной частицы и РПИ через газовый объем и вытягивании вторичных электронов, образованных в газовой среде электрическим полем, осуществляют разброс времени дрейфа вторичных электронов путем применения вытягивающего электрического поля, неоднородного вдоль направления движе ния первичных частиц, либо путем пропускания исследуемых частиц вдоль вытягиваюцего поля.

Если обозначить время формирования импульса на выходе от одного электрона ионизации через Д, а разброс времени, прихода электронов от трека частицы через bt, то при условии Ь17 pt эффективное суммирование амплитуд от всего трека не произойдет, так как сигналы от них будут смецены во времени. С другой стороны, так как пробег фотоэлектрона мал, в пределах этого. пробега не.однородность электрического поля мала и соответственно разброс времени дрейфа значительно мал, условие

g t bg выполняется, т. е. одновременность прихода, электронов от всей области ионизации в случае фотоэлектрона обеспечивается. Следовательно, в случае фотоэлектрона происходит суммирование максимумов амплитуд от импульсов всех электронов ионизации, т.е. эффективная амплитуда импульса для частиц, пересекающих газовый объем меньше, чем эффективная амплитуда для фотоэлектрона от РПИ, дающих локальную ионизацию, даже в случае одинакового энерговыделения в газе. ° >

На фиг. 1 приведено распределение амплитуд импульсов от электронов, проходящих через газовый объем (сплошная гистограмма), и от фотонов с энергией 6,4 и 14 кэВ (пунктирная гистограмма) в случае однородного вытягивающего поля; на фиг. 2 - то же в случае неоднородного вытягивающегсг поля.

Производилась регистрация электронов, проходящих через газовый объем с составом 93% Ar. + 7Ъ СН, и регистрация фотонов с энергией б,4 и

14 кэВ, входящих также в газовый объем. Вытягивание электронов производилось поперечным электрическим полем однородным и неоднородным вдоль траектории проходящей частицы.

Средняя величина электрического поля была 0,4 кВ/см, а его неоднородность. вдоль траектории частицы 1 кВ/см.

Измерялось распределение амйлитуд импульсов от проходящей частицы

5 и фотонов. Средняя величина амплитуды импульсов оа ионизационных потерь энергий проходящего электрона в случае неоднородного вытягинающего электрического поля в 2 раза мень1О ше, чем для случая однородного вытягивающего электрического поля.

Для фотонов это отношение равно еди. нице.

Использование предлагаемого способа выделения фотонов переходного излучения на фоне первичных частиц обеспечивает по сравнению с существующиья способами следуюцие преимуцества: на порядок увеличивает разделение з.

W-мезонов и протонов при ) 10 на порядок и более уменьшается энергия, при которой по РПИ можно разделять Ф-мезоны от протона.

Формула изобретения

Способ разделения ядерных частиц .по массам с помощью рентгеновского пе3О реходного излучения (РПИ},заключающийся в пропускании первичной частицы и РПИ через газовый объем и вытягивании вторичных электронов, образованных в газовой среде электриче35 ским полем, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения . эффективности разделения частиц высоких энергий, движущихся по близким траекториям с РПИ, осуществляют

40 разброс времени дрейфа вторичных электр нов путем применения вытягивающего электрического поля, неоднородность вдоль направления движения .первичных частиц, либо путем

45 пропускания исследуеьых частиц вдоль вытягивающего поля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Л.С.Л. Юань. Обзор экспериментальных работ. вЂ” Трудй международного симпозиума по переходному излучению частиц высоких энергий, с.81, Ереван, 12-17 мая 1977 °

2. G. Charpak et а1 Nucl Instr

and Hethols" V 80, М 1, р. 13, 1970 (прототип).

843558

Составитель Б. Рахманов

Редактор М. Кузнецова Техред Т.Фанта

Заказ 290/3 Тираж 71 7 Подписное

BHHHDH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5

Корректор М. Демчик

Я ф ф

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