Способ фотографической регистрации заряженных частиц

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (So4G01 Т5 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3867677/24-25 (22) 30.12.84 (46) 23.04.87. Бюл. У 15 (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени инженерна-физический институт (72) Е.И.Гущин, А,Н.Лебедев, А.Ю.Лопырев.и . С.В.Сомов (53) 539.107.37(088.8) (56) Абрамов A.И., Казанский 10,А., Матусевич E.Ñ. Основы экспериментальных методов ядерной физики. М.: Атомиздат, 1977, с. 247-297.

Лебедев А.Н., Лопырев А.Ю., Сомов С.В. Фотографическая эмульсия с управляемой чувствительностью для регистрации заряженных частиц. Письма в ЖТФ, 1984, т, 10 У 16, с. 964968. (54) (57) СПОСОБ ФОТОГРАФИЧЕСКОЙ РЕГИСТРАЦИИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ, заклю.чающийся в том, что бромосеребряную эм(ульсию размещают в пучке заряженных частиц, после прохождения частицы. спустя время tg к эмульсии прикладывают однополярный импульс электрического поля U (t) и проявля,ют, отличающийся тем, что, с целью увеличения предельно допустимых загрузок и улучшения пространственного разрешения через время после окончания импульса U (t) к эмульсии прикладывают импульс элек трического поля U<(t) противоположной полярности, причем параметры импульсов выбраны из условий

Т, ъ Г, t, +at+t, <",,, С. Ф

t,+Ò, +м+е,=Т, где и " время между моментом прохождения частицы и началом импульса U,(t);

Т вЂ” длительность импульса V, (t)

t — длительность заднего фрон" та импульса V (t)

t — длительность переднего фрон" та импульса U,(t); задержка между концом ив пульса U,(t) и началом импульса U (t);

Т вЂ” время памяти эмульсии; — время ионной релаксации поля в микрокристалле.

125б555 (4) Х< <р

to+T< где t

Т

Ф

Изобретение относится к экспериментальным методам ядерной физики, а именно К способам трековой регистрации ионизирующего излучения, и наиболее эффективно может быть использовано в физике элементарных частиц s экспериментах на ускорителях.

Целью изобретения является увеличение предельно допустимых загрузок и улучшение пространственного разрешения, На чертеже изображена форма электрического импульса, прикладываемого к эмульсии, в зависимости от времени

t (стрелкой показан момент прохождения частицы).

Здесь приняты следующие обозначения: U<(й) — однополярный импульс электрического поля; U< (t) - импульс электрического поля противоположной полярности; U, - амплитуда импульса 0 (t) U — амплитуда импульса Uz(t); t, - время между прохождением частицы и началом импульса U<(t}; Т, — длительность импульса U,(t); t., — длительность заднего фронта импульса U, (t}; длительность переднего фронта импульса U<(t).

Регистрацию заряженных частиц предлагаемым способом проводят следующим образом.

Бромосеребряную эмульсию размещают в пучке заряженных частиц, после прохождения частицы спустя: время йа к эмульсии прикладывают однополярный импульс электрического поля

U,(t), создающий в микрокристалле

AgBr напряженность электрического поля 10 В/см; через время gt no6 сле окончания импульса U,(t} к эмульсии прикладывают импульс электрического поля.U<(t) противоположной полярности, причем параметры импульсов выбраны из условий

9 < 2 р Э

+ ht+t 6T время между моментом прохождения частицы и началом импульса U<(t); длительность импульса V,(t); длительность заднего фронта импульса U,(t)„ длительность переднего фронza Hwnysrbca U<(t); задержка между концом импульса U, (t) и началом импульса V, (t);

Т вЂ” время памяти эмульсии; — время ионной релаксации поP ля в микрокристалле AgBr.

Затем эмульсию проявляют, В предлагаемом способе используется ионная релаксация поля внутри микрокристалла АВВг, обусловленная дрейфом междуузельных объемных и no1g верхностных ноно АВ . Если к эмуль"

+ сии в момент времени t=O прикладывают импульс напряжения произвольной формы U то для t 0 справедли" вы уравнения

Е+Е«о» ° (1)

ОС Е вол

Я = — Е

Д к< р (2+<» E: )(.+ э . ) где Š— напряженность поляризаци<<ОЛ о онного поля

Е - напряженность, создаваемая внешним полем;

E„результирующая напряженность электрического поля в микрокристалле AgBr; с»,<-о,<-„- диэлектрические проницаемости AgBr, эмульсионного слоя и подложки Сз,М„ — толщины эмульсионного слоя и подложки.

Решения этих уравнений имеют вид:

1 (E«Ä(t)= =- ехр(- -) I E(t)» р о

»ехр (-) dt;

6р

E„(t)=E(t)- exp (- -) E(t)»

1 t р P

t (5) » ехр (л.-) dt

В случае однополярного импульса, поле внутри микрокристалла ослабляется пояяризационным полем. Если че" рез время gt после окончания импульса к эмульсии прикладывают импульс противоположной полярности У (t), остаточное поляризационное поле складывается с внешним полем, так что суммарная напряженность электрического поля внутри микрокристалла может значительно превысить напряженность, характерную цля случая однополярного импульса, причем максимальмакс ное значение Е„напряженности электрического поля Е„достигается в

12565 момент времени Таъ T +дй, который определяется из соотношения

Т,)) 1,, 25

+ Д +, <а

Составитель В.Костерев

Редактор И,П!убина Техред М.ХОданич Корректор М.Демчик

Заказ 1473/1

Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4.!

ДЕ1 =О, (6)

dt

tT 5 где Т1 — длительность импульса U<(t) °

В то же время напряженность электрического поля собственно в эмульсии и в подложке остается меньше напряженности пробоя. Увеличение Е 10 приводит к увеличению коэффициента усиления чувствительности и, а следовательно, к увеличению предельно допустимых нагрузок 1 11, Улучшает2 ся также пространственное разреше- 15 ние как за счет увеличения чувствиТЕЛЬНОСТИ ЭМУЛЬСИИ ОТ П ДО n =h.n., о так и вследствие того, что увеличение Е эквивалентно уменьшению раз-! с мера микрокристалла, что позволяет gg использовать более мелкозернистые эмульсии. Наилучшие результаты достигаются при условиях

55 4 макс мск кс ма «с

В этом случае Е „= Е < +Е в момент времени t Т1 +дt+t . о

Для ядерной эмульсии с ср 300 нс, Т 1О мкс, размером микрокристалла

0,28 мкм, и 10 мкм, облученной в пучке протонов .с энергией 200 мэВ при параметрах импульса напряжения

=2 мкс, Т, =3 мкс, д =0, =25 нс получено увеличение чувстви-1 тельности до и Е 0,5 мкм, т ° е. коэффициент усиления чувствительности и =50. При приложении только одного из импульсов U<(t), Uz(t) треки прОтонов не выделяются на фоне вуали проявления, т ° е. вплоть до амплитуды пробоя эмульсии.

Изобретение позволяет по сравнению с известным способом увеличить предельно допустимые загрузки в 20 раз и улучшить пространственное разрешение в 7 раз. Другим преимуществом изобретения является возможность уменьшения прикладываемого к эмульсии напряжения при сохранении высокого значения коэффициента усиления чувствительности,