Устройство для регистрации заряженных частиц

 

СС1О3 СОВЕТСКИХ

ФН М °

РЕСПУЬЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС- ПЗУ б

° ° ° б ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° °

° ° В ° ° ° ° ° е °

° ° ° ° ° " ° J ° ° ° ° ° °

° ° ° ° ° . ° ° ° ° ° °

Ф ° ° ° Ф ° ° . ° ° ° ° . ° ° ° ° ° . °

° Ф °

° °

° ° ° ° ° ° ° . ° ° y ° ° ° ° ° ° °

° ° ° ° ° ° ° ° р

° Ф Ф °

° ° ° "." ° -° - - " ° . - .Е-. ° с. ° -, ° ° .... ° ..... ° .

ГОСУДАРС ГЗЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

tlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИЙ (2!) 3288043/18-25 (22) 13 ° 05,.81 (46) 15.06.83, Бал. ir 22 (72) С.И.Гукасян, Р.Л.Кавалов и В.Г.Гавалян (53) 621.387.424(088.8) (56) 1. Писарев А.Ф. Новые идеи в области трековых камер,-"физика элементарных- частиц и атомного ядра", . т.3, вып.3, 1972

2. Гукасян С,И». и др. Диэлектрический детектор частиц. Препринт .

ЕФИ-280(5), 1978 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ

ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ, содержащее катодные электроды и слой пористого диэлектрика с ионной проводимостью, в

„,SU„„, 1023446 А

ЗСЮ Н 01 J 47/16; G 01 Т.1/28;

G 01 Т 5/.1 2 центральной плоскости которого рас" положены сигнальные анодные электроды, о т л и ч а ю щ е е с я .тем,что, с целью:повыеения.эффективности регистрации и расвирения Функциональных возможностей, устройство дополнительно содержит второй слой пористого диэлектрика, управлвацие и ускоряющие электроды, причем второй слой pacno" ложен коаксиально первому, катодные электроды расположены на внешней no" верхности второго слоя, управляющие электроды .- на его внутренней nosepxности, ускоряющие электроды расположены йа внеаней поверхности первого слоя, а плотность диэлектрика второго I слоя в 2-20 раз больае плотности диэлектрика первого слоя.

1023446

Изобретение относится к устройствам для регистрации релятивистских. частиц и может быть использовано в экспериментальной ядерной физике.

Известно устройство для регистрации частиц, представляющее собой твердотельйую ионизационную камеру, в котором в качестве рабочего вещест: ва используются пористые (рыхлые) диэлектрические материалы, Электроны, образованные частицей в слое такого вещества размножаются под действием приложенного электрического поля, формируя на электродах, расположен15 ных на поверхности диэлектрического слоя, импульсы тока 1 1 ).

Недостатком известного устройства является низкая эффективность регистрации частиц и узкая область примене- 20 ния.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для регистрации заряженных частиц содержащее слой пористого диэлектрика с ионной прово. 25 димостью,в центральной плоскости которого расположены сигнальные электроды, а на поверхности - катодные . электроды. Плотность слоя пористого диэлектрика составляет 0,5-24 отно- 30 сительно плотности диэлектрика в ,монокристаллическом состоянии f2 ).

Устройство обладает высокой. эффективностью регистрации (до 1003) сильно ионизирующих частиц, например альфа частиц, но низкой эффективностью (40-504) регистрации релятивистских частиц, т.е. частиц с энергией E7hfC. Недостатком устройства является также отсутствие воз- 40 можнос ги управления процессом вторичной электронной эмиссии, что.не поз.воляет его эффективно использовать для дискриминации, например; бета-. излучения на фоне альфа-излучения 4 при работе в смешанных полях ионизирующего излучения.

Цель изобретения - повышение эффективности регистрации релятивистскйх . частиц и расширение функциональных возможностей устройства. .Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее катод. we электроды и слой пористого диэлектрика с ионной проводимостью, в центральной плоскости которого. расположены сигнальные анодные электроды, дополнительно введен второй слой пористого диэлектрика, управляющие и ускоряющие электроды, причем второй слой расположен коаксиально первому, катодные электроды расположены на внешней поверхности второго слоя, управляющие электроды - на его внутренней поверхности,.ускоряющие электроды расположены на внешней поверхности первого слоя, а плотность диэлектрика второго слоя в 2-20 раз больше пльтности диэлектрика первого слоя.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит катодные электроды 1, расположенные на внешней поверхности дополнительного слоя 2 пористого диэлектрика, на внутренней поверхности которого расположены управляющие электроды 3 Коаксиально дополнительному, слою 2 расположен усилительный слой 4 пористого диэлектрика, на внешней.поверхности которого расположены:ускоряющие элект-. роды 5, а в центральной .плоскости -. сигнальные анодные электроды 6. . Устройство работает следующим обраЗам.

Релятивистская частица, тормозясь в слое, образует дельта+электроны.

Плотность пористого:дмрлектрика,при которой электроны.еще способны размножаться и.совершать дрейф, должна составлять 4-10 6 от плотности монокристаллического .диэлектрика. Оптимальные условия для.размножения и дрейфа вторичных электронов в усилительном слое М выполняются при его плотности, составляющей 0,5-23 от плотности монокристаллического диэлектрика. Таким образом, плотность дизлектрика дополнительного слоя

i 2-20 раз больше плотности диэлектрика усилительного. слоя.

Введение дополнйтельного слоя 2 позволяет разделить функции образования первичных электронов ионизации возникающих в .болев плотном слое диэлектрика 1, и:усиления сигнала на основе вторичной электронной эмиссии, которая осуществляется в менее плотном слое 4., при условии приложения соответствующих найряжений к электро. дам. В вакуумном промежутке (между электродами 3 и 5) электроны, вытянутые электрическим полем из слоя

2, ускоряются и попадают в слой 4;

Изменением напряжения на электроде

3 можно: дискриминировать бета-излу3 1023446 4 чение на фоне альфа-излучения,что тать в вакууме, малое количество позволяет расаирить Функциональные . вещества на пути первичной частицы, возможности устройства..При этом . высокие временное и пространственное можно снизить высокое напряжение разреаения и др.), расаиряет диапаМа рабочем электроде и тем самым 5 зон регистрируемых энергий частиц и снизить требования к электрической в зависимости от ФМзической задачи изоляции токонвсущих линий. . регулировкой рабочего напряжения:

Предлагаемое устройство позволяет делает возможным как раздельнуе, так регистрировать со 1003"ной эффектна- . и одновременную регистрацию слабонрстью как. релятивистские заряженные 1о и сильноионизируащих частиц. частицы, так и при небольших рабочих . Такое устройство может найти принапряжвниях сильноионизирующие и мно. менение в спектрометрах частиц, во гозарядные ионы. Таким образом, пред- времяпролетных )стройствах, .в калагаемое устройство, сохраняя преиму- честве мониторов пучков, при съеме щества прототипа (способность рабо" IS профиля пучка и т.д.

Составитель В.Мухин

Редактор М.Петрова Техред M.Tenep Корректор С. Векмар

Заказ 4224/39 Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Про ктная, 4