Способ настройки стримерных камер

 

СПОСОБ НАСТРОЙКИ СТРИМЕРНЫХ КАМЕР, заключающийся в имитации трека релятивистской заряженной частицы в рабочем объеме камеры, наблюдении и фотографировании стримеров, образующихся на электронах трека, по которым осуществляют настройку, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности настройки и уменьшения времени, затрачиваемого на настройку и вывод камеры на рабочий режим, в газовую смесь рабочего объема вводят насыщенные при нормальных условиях пары / -нафтиламина , а трек релятивистской частицы имитируют лучом импульсного лазера с энергией кванта, большей половины потенциала ионизации Д-нафтиламина. СО s| 4а

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(51) G 01 Т 5 12

Ъ

| с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Я, /пи см ц) Ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3546957/18-25 (22) 04.02.83 (46) 15.04.85. Бюл. У 14 (72) Е.М.Гущин, А.Н.Лебедев и С.В.Сомов (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени инженерно-физический институт (53) 621.387.424(088.8) (56) 1. Falomkin I.V. et al. "On

track localization in scef — shunted helium — filled strearer chambers "Nucl Instrum and meth, 1975, 131, 431-436.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 3285439/18-25/026610, кл. С 01 Т 5/12, 1981.

„„BU,, 10 9740 А (54) (57) СПОСОБ НАСТРОЙКИ CTPHMFPHbIX

КАМЕР, з аключающийся в имитации трека релятивистской заряженной частицы в рабочем объеме камеры, наблюдении и фотографировании стримеров, образующихся на электронах трека, по которым осуществляют настройку, отличающийся тем, что, с целью повышения точности настройки и уменьшения времени, затрачиваемого на настройку и вывод камеры на рабочий режим, в газовую смесь рабочеro объема вводят насыщенные при нормальных условиях пары -нафтил-! амина, а трек релятивистской частицы имитируют лучом импульсного лазера с энергией кванта, большей половины потенциала ионизации -нафтиламина. предлагаемое изоб)ретение ат:«C! .—

СЯ К ЭКСПРРИМР НТЯЛЬНЫМ МЕТ О!1ДМ F(!!с Р

НОЙ фИЗИкс(И НЯИ6ОЛЕЕ Эфф(?к =ИВ:- О может быть использовано в фнзи(3(гких экспериментях с учястием cTJ)èMpp -(lilx камер .

Нас трОЙкя стримевных к(мет> nc!Iñ)—

Вяня Ня ВИЗ ) с(ЛЬНОМ I .B6JIIC)(((BIIНI; И,",:о" тогвайировани?1 ст=.;..Имеров, Образу!<э!(Нтхся на электрона-. треков быстрых ряженных (Bcòèö (1 < ) ис пуск(1емь((х г- достяточно интенси13ным ист«чпи<(ом

?(япример уско зите JICM. При э;=-; n «p( деГ(яю! параметры ВысОкОВ Ольт ного -11M пульса и состав Газовой сме< и в камере, при которых размер и =pKO< ть стримероь были бы оптимальны фОтОГрафирОвдния, (1ЯСТРО(йЕКB КЯМЕР(»(ПС. f Р "i<Д(», -; —; (Я—

>Хеl(Hblx час тип имеет ряд нед«с-.а . к< я-:;

1. Сложность ющаяся в необходимости co«M ст (сй рябО "bl, дорОГО?! и cло>кнон усT 113«нк!»

y C.:- Оритc JJ>3 Как HCTOH HI-,K за ря>CK(J! l!1 lX час тиц, и стримерной каме!)!»<,.

2. Ннтенсгн)ный пучок уск() рите. (я, ПР ОХОДЯЩИИ ЧЕ»(Н < Д МС прРпятст вует п1) 013ед(ни(<> пярдл>1< л h ных работ з месте эасноло>кения кд— меры. (JTО с Вя заl-«с т1)Р бОпан?!?<"- .?:. раДиаЦИОннОЙ бс. 3 Опас ности О(? с -t» i

3. Сложность сканирова((ия камер большого размер;- (<м), чтс) т|эсб,т; т либо испол ьз Ования отклоняющих

МяГНИТ НЫХ < тиСТЕ» 1, ЛИбО (!)иро« ОГО (» 1 М ) П <т:Кя ЧЯС 1 Иц И ООЛЬП(С Гс личества тэигГР,. F(Ii(x (} чет чик« в ли<) (i механйческих cистем иерем<-ц«ния кдмеры относительно пучKа частl(:(н

Наиболее бгизким 1 о своей т(—:-1?(ческОЙ с) ЦНОсти BBJ(ЯРтся (}пэсоб <д "

СтРО()хт-,"?")ИМЕП(ЫХ КЯМЕР ..3 ll:O;.C,×,--.-Кщийся B имитации трека реля (е-13?щH} Jfcñ T-;зг=—

Ют I((тp«йvу Е /)

НРДОст ЯтОк этого спОсо б;) 3 дкл ют-: дется в сopäóëöBM. Точ:oc òb нгп т <.Йки камеры определяется степенью и тт(-:— ции. рентгеновским трекоь .Cp= ка. г. -::я—

;"ИВИС ТС;< Ой Ча С H((h NC>KB(V т Р.-! TP 8 K рентгеновского фот<ээлектрОня солар- =»5

>кит 100-200 электронов, в то время как стример на треке релятивлст кой частицы развива((тся 13 -..реднем

;:3,< Х вЂ” "(): < 1, 1;т Р(»»Д .. Б; Н(! т т (3?((»

) «! i il, I»ill!(! )(. нт ГE. НО 13< K «Г() (TpHMPpB

«l(!!3 IB;1f!- . (}Я 33 .» Р(3 < ООЛ h»

Л Н. .11=! < l ()Е!1(С.РД ) Д TP (

- Цн, у () бс:(у>хи;)д!?щ(3 ГО l c:p(}О (lд. <д От

Р(:i: T:"Е1:.«1 C!(«! < Иэлт;ЧР НИЯ, Цель:l зс) брс -(p-(HF(— п<о>3ы!((ение точно ти ндс.тройки 11 уме ньше(и>Р време:»И т 3 . ГРс!Ч?(вс(РМО I О НЯ На((Р«ИКУ ) И

l3hlB(? J1, к д »(е» (>ы на 1?Я бочий !э е>к?(3»(, Л !я )ТО -о и c!IocОбе настройки

CTPHMCP(1Ü<Õ Кс!(»(ЕР 3 ЯКЛЮ((Я!ЯЦЕМС>1 В имитации трек.-. релятивистской заря— ,3(еl:.(()ОВЯНИ - 1 .-.Тр}(>1<3;)«(3) о()Е)азую!((Ихся ня электронах грека „. II!j которым осуцествляют нBCT;)o!I(3 в рабочую газовую смесь ра бо-(е го объема вводя T насыщенные при норма>н нных условиях пары (>,-нафг.:=.-<амина и трек ре:!ятивистско-3 частиl3l l и;ит((р(уь?т лучом импульсного лазес энорг((ей кванта, бсэль(3!ет(поло.-(ill:M (оте(пц(дла ионизации <1-нафтил:.3 ьа(ня

Нз вести«, «То в результате много<е)«тонной ионизации газа вдоль лазерн« ГО лу (IB О ора зук)тся Отдельные элек троны. Б условиях СTðèìåðíîé камеры нд этих .".--(РKTp«HBx развиваются стри.-:.<>рь!) размер и яркость которь(х не

С: ГЛИ-(ДЕтСЯ От РаЗМЕРа И ЯРКОСТИ СтРИмер«в на треке релятивистской частицы

". Яким образом. Лазерный трек в отличие от рент,еловского в точнос".и,.""(итируст трек заряженной релятики. :;ской частицы., так что дополнительной г!Одстройки камеры не требуPTCB.

Бероятнссть и! Огофотонной иониза(б ц-(и ;(а. †:CFI вырах<ением С? =0,152 ° 10

E 3..

ГДЕ C — -)НЕРГИЯ КВЯНта, ЭБ, 1() - НОТЕ?! Ц)3атл ИОНИЗ ЯЦИИ > ЭБ плотно.-ть мощности лазерного

r- луче ния, Бт <(см, .ПИ НЕс(НЯЯ f(IOTHOCT b

;:офотонной иониздции вдоль луча ла3 е ()с! (1 с <, Ы Ы, С(( (2) 1099740

4 где плотность вещества см ;

<з — плошадь сечения лазерного

„,ча г и — длительность лазерного импульса, с. 5

Для точной имитации трека релятивистской частицы и эффективной наf стройки камеры необходимо 1 -. 1 см и7-1 мм 1 мм на длине L 10 см.

Наиболее распространенным наполне-1о нием стримерных камер является смесь гелия („=24,58 эВ) и неона (1„

=21,56 эВ) с добавкой О, 1-0,2 об.X изобутана (7 =10,5 эВ). В такой смеси наиболее вероятна ионизация 15 изобутана. Однако даже для лазера на молекулярном азоте, излучающего в ультрафиолетовой области (Я =3,68 эВ, 1 =10 нс), вероятность многофотонной ионизации изобутана (n=3) на- 20 столько мала, что требуется плотность мощности ю > 100 кВт/мм . Такая высокая плотность мощности может быть достигнута лишь дополнительной фокусировкой лазерного луча коротко- 2 фокусными (Р 1 см) линзами. Вследствие этого длина лазерного трека ограничена размером области фокуси— ровки вдоль оси луча и не прегьш.ает нескольких миллиметров, что неприем- 3Q лемо для настройки стримерных камер.

В связи с этим для осуществления способа в рабочую газовую смесь вводят компонент, имеющий потенциал 35 ионизации J - 2 Е 1 в концентрации, с одной стороны, достаточной для эффективной многофотонной ионизации, а с другой стороны,не влияющий на процессы образования и развития 40 стримера. Этим условиям удовлетворяют пары -нафтиламина (1 =7,25 эВ), представляющего собой твердое органическое вещество с давлением насыщенных паров 10 мм рт.ст. при

20 С.

На фиг. 1 изображена зависимость плотности стримеров в гелий-неоновой смеси с добавкой паров,3 -нафтиламина gp вдоль луча импульсного лазера на мо— лекулярном азоте от плотности мощности лазерного излучения, 8 =1 ; на фиг.2 — блок-схема настройки стримерной камеры с помощью лазера. 55

Как видно из фиг. 1, при введении в гелий-неоновую смесь паров Р -нафтиламина требуемая для эффективной настройки камеры плотность мощности лазерного излучения составляет всего

0,025 кВт/мм . В то же время отечественные лазеры на молекулярном азоте типа ЛГ-21 имеют плотность мощности (без дополнительной фокусировки) до

1 кВт/мм при угловой расходимости луча не более 1 5 10

В предложенном способе настройки импульс от схемы 1 запуска, работающей в периодическом или однократном режиме, через линии 2 и 3 задержки запускает лазер 4 и генератор 5 импульсного напряжения стримерной камеры 6 (фиг.2). Линии задержки подбирают таким образом, чтобы световой импульс лазера попадал в камеру перед высокоBîëüòíûì импульсом от

ГИНа. Образующиеся на линии луча стриметы фотографируют или наблюдают визуально. Плогность стриметров вдоль оси луча изменяют регулировкой мощности лазера, а направление и диаметр луча — с.истемой зеркал 7 и коллиматоров 8.

Точность настройки камеры можно охарактеризировать выражением

:,е,-e„)

2 = — <оа /. где 1, и с — соответственно длина стрпмеров при данном способе настройки и на треке релятивистской частицы.

В способе-прототипе =200-4007., в то время как в предлагаемом способе

=20-257. Таким образом, точность настройки камеры повышается по крайней мере в 10 раз.

Предложенный способ позволяет полпостыл имитировать трек релятивистской заряженной частицы в стримерной камере и производить точную настройку камеры и системы фотографирования без размещения ее в пучке ускорителя; простым образом -канировать камеру с одинаковой эффективностью в любом месте рабочего объема и под любыми углами, существенно сократить время и объем работы при настройке.

Кроме того >по сравнению с прототипом повышена радиационная безопасность обслуживающего персонала.

Состав итель С .- Кондратенко

Редактор Л.Письман Техред М.Пароцай Еорректор Е,Рококо

Заказ 2771/i Тираж 7ч8 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб.„ д.,4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4