Устройство для определения асимметрии вылета заряженных частиц распада поляризованных нейтронов

 

Изобретение относится к физике элементарных частиц, точнее, к нейтронным исследованиям. Цель изобретения - повышение эффективности и точности определения асимметрии вылета заряженных члстиц путем устранения неоднородности магнитного поля вдоль направления перемещения заряженных частиц от точки рождения к детекторам. Устройство содержит обмотку магнитной системы в виде прямоугольных витков , охватывающих контролирующую область , причем одна из сторон каждого витка проходит вдоль оси этой области , а противоположная - по краям, по боковой поверхности цилиндра,часть противоположных витков изогнута так,чт,: образуют окна для пролета нейтронов. Устройство содержит также детекторы электронов и дополнительно детекторы протонов с возможностью их выведения з пределы контролируемой области. Повышение эффективности и точности достигается за счет введения элементов , обеспечивающих реализацию магнитного поля, эквивалентного полю бесконечного проводника с тоном. Изобретение позволяет проводить измерения при меньших значениях напряженности поля. 2 ил. ш С с:

ЙХОЭ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (5I)5 С QI Т I 32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fHHT СССР (46) 07. 05. 91 . Бюл. к- 17 (21) 4620991/25 (22) 19.12.88 (72) В.В.Васильев (53) 531.1.074(088.8) (56) Ерозолимский Б.Г. Бета-распад свободного нейтрона. Современные методы ядерной спектроскопии 1986.

Сб.научных трудов. Ленинград.: Наука, 1988, с.23-26.

P.Bopp, D.Dubhers et а1. Beta- .

decay Asymmetry nf the Neutron and

ga/gv Phys.Rev. Lett. 1986, vol.56, И 9, .р.919-922. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АСИММЕТРИИ BbIlII,"TA ЗАРЯЖЕНИЫХ ЧАСТИЦ РАСПАДА ПОЛЯРИЗОВАННЫХ IIEATPOHOB (57) Изобретение относится к физике элементарных частиц, точнее к нейтронным исследованиям. Цель изобретения - повьпяение эффективности и точносчф определения асимметрии вылета заряженных частиц путем устранения неод1городности магнитного поля вдоль

Изобретение относится к физике элементарных частиц, а более конкретно к экспериментальной технике исследования нейтронного распада.

Целью изобретения является повыше» ние эффективности и точности опреде" ления асимметрии вылета заряженных частиц путем устранения неоднородности магнитного поля вдоль направления перемещения заряженных частиц от точ ки рождения к детекторам.

На фиг.1 схематично показано устройство, предназначенное для работы

„.SU„„157 5 А1

2 направления перемещения заряженных частиц от точки рождения к детекторам.

Устройство содержит обмотку маг нитной системы в виде прямоугольных витков, охватывающих контролирующую область, причем одна из сторон каждого витка проходит вдоль оси этой области, а противоположная — по краям, по боковой поверхности цилиндра, часть противоположных витков изогнута так, что образуют окна для пролета нейтронов.

Устройство содержит также. детекторы электронов и дополнительно детекторы протонов с возможностью их выведения эа пределы контролируемой области.

Повышение эффективности и точности достигается за счет введения элементов, обеспечивающих реализацио магнитного поля, эквивалентного полю бесконечного пронодника с током. Изобретение позволяет. проводить измерения при меньших значениях напряженности поля. 2 ил. с одним нейтронным пучком, поперечный разрез; на фиг.2 изображен вид на обмотку с торца.

Устройство для определения асимметрии вылета заряженных частиц ðàñпада нейтронов содержит обмотку магнитной системы, ныполненную в виде

l совокупности плоских прямоугольных витков так, что одна из сторон I каждого Витка расположена вдоль оси, а протиноположные им — с равным интервалом по боковой поверхности цилиндра 2, образованного вращением прямо1570516 где p, — магнитная проницаемость вакуума; r — расстояние от оси сис4 темы; I — интегральный ток центральной части обмотки, эквивалентной полю бесконечного проводника с током, Степень эквивалентности зависит от числа витков. При числе витков )!00 точно<..гь реализации доста55 угольного витка вокруг оси н охваты" вающего контролируемую область 3, причем две другие стороны отдельных витков, рас!4оложенные по основаниям цилиндра, изогнуты так, что образуют нейтронные окна 4 для пролета пучка нейтронов и технологические окна 5,6.

Детекторы,7,8 электронов расположены на диаметральной плоскости 9, lg проекция которой на основание цилиндра является осью нейтронных окон 4, так что окна и проекция детекторов . находятся по разные стороны от центра основания, причем детекторы расположены симметрично относительн<4 ди-о аметральной плоскости в интервале R, удовлетворяющем условию R < R4, где

К вЂ” граница контролируемой области 3 движения электронов вдоль радиуса.

Устройство дополнительно содержит детекторы 10,11 протонов, расположеннь!е симметрично указанной диаметральной плоскости в секторах между детекторами 7,8 электронов и граница- 25 ми проекции нейтронных окон 4, причем детекторы 10,114 протонов снабжены средством 12, 13, обеспе щвающим их выведение за пределы контролируемой области 3 с радиусом R Все.эле- менты детектирующей системы размещены внутри вакуумной камеры 14.

Устройство работает следующим образом.

Вакуумную камеру 14 подключают к 35 вакуумированному нейтроноводу (на фигурах не показан) так, что нейтронный пучок проходит через нейтронные окна 4 параллельно оси обмотки. Пучок должен быть предварительно паляризован, а его поляризация ориентирована по или против магнитного поля, которое создается после .подключе,ния обмотки к источнику тока. Сум-, марный ток ло центральным участкам— сторонам 1 обмотки должен составлять величину более 10 А. Нейтронный пучок занимает область, задаваемую размерами нейтронных окон 4, и двиI жется в магнитном поле В = !, - .— —, 50 точна. Заряженные частицы, вылетевшие.иэ области, занятой нейтронным пучком, движутся по траектории, удовлетворяющей следующей системе дифференциальных уравнений;

Ф г .

re i

Г.

2 Г 3V

r 1 -д p - — - - D Br

+ r 4I °

° 2

z - 1-4 P(- — -+ D

Зг

1 - pS ye к

° I2 Г + г + (ГЧ .1 г.r г

Г

Ф

Bg . 34Р

8 = -- (r --- + z - — ) р

mI 1 L>v, о °

2 я г ойдо

Э

z е

zm

2М

\ ч — максимальная скорость;

= р(г,z y) — электрический потенциал в области движения частиц; у, — максимальный потенциал; L — размер системы ; M, q †. масса и заряд частицы;

m, е — масса и заряд электрона. По" скольку при дрейфе вдоль оси системы поле вдоль оси однородно, то эффектов магнитного отражения не возникает.

При радиусе центрального проводника, образованного совокупностью приосевых участков сторон 1 витков обмотки, равном 0,06 м, токе I . !О А и расположении пучка нейтронов от О,l. до

0,15 м- от оси системы электроны распада максимальной энергии 782 кэВ дрейфуют вдоль проводника no трохоиде, не выходящей за цилиндрическую поверхность радиусом 0,26 и. Регистрация асимметрии вылетевших по или протиа спина нейтрона электронов распада проводится детекторами ?,8 электронов. ,.Возможная аппаратурная асимметрия учи" тывается известным способом с помОщью периодического изменения поляризации нейтронного пучка на !80 . Де1ектЬры

10,11 занимают только две эоны в на-, чальном и конечном участках устройства вблизи торцов ("выше"- и "ниже по течению тока). Так как электроны дрейфуют против направления тока, а протоны — по направлению тока, то детекторы 10,1! протонов в начальном участке следует вывести эа пределы эоны движения электронов с помощью средства

12,!3, а в конечном участке привести в положение цетекторов l0,11, экраниро| 5 l 5705 I

Isaa тем самым детекторы 7,8 электронов на этом участке. Тогда одновреФ кенно регистрируется асимметрия- на . протонах и .электронах. Прк необходимости учета пространственной неоднородности фона ее легко измерить нри . помощи изменения направления тока в

,:обмотке. Тогда начальный и конечный участки меняются местамй, к необхо- g димо привести в соответствие с этим детекторы 1 0,11 протойов.

Технико-зкономические показатели изобретения позволяют обеспечить при тех же потоках нейтронов, что и в известном .устройстве, но при меньшей напряженности поля лучшую точность за:счет повьппения эффективности сбо. ра частиц и уменьшения фона.

Ф о р м,у л а и з о б р е т е н. и я

Устройство для определения асимметрии вылета заряженных частиц распара поляризованных нейтронов, содержащее магнитную систему сбора эя- 25 ряженных частиц нз контролируемой .области распада и детекторы электронов, расположенные ня границах конт.— ролируемой области распада, о т .л ич.а ю.щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности и точности определения асимметрии вылета заряженных частиц путем устранения неоднородности магнитного поля вдоль направления перемещения заряженных час6 6 тиц от точки рождения к детекторам, обмотка магнитной системы выполнена в виде совокупности плоских прямоугольных витков так, что одна нз сторон каждого витка расположена вдоль.оси, а противоположные им - с равным интервалом.по боковой поверхности цилиндра, образованного вращением прямоугольного витка вокруг стороны, расположенной вдоль осн, охватывающей контролируемую область,причем две другие стороны отдельных витков, расположенные йа основаниях цилиндра,.изогнуты так, что образуют окна для пролета пучка нейтронов, детекторы электронов расположены на диаметре, являющемся осью симметрии для проекдии окон па основание цилиндра так, что проекция окон и детекторы находятся по разные стороны от центра основания,. причем детекторы расположены симметрично относи" тельно диаметра в интервала R, удовI 1» летворяющем условию К с R,где К вЂ” радиус эоны расположения детекторов электронов, устройство дополнительно содержит детекторы протонов, расположенные симметрично .указаиному диамет" ру в секторах между детекторами электронов и границами проекции окон,причем детекторы протонов снабжены средством, Обеспечнвяющнм пх выведение зя пределы области с рядну-! сом R

Фиг,1! 570516

Редактор Т.Врчикова

Заказ 2300 j

Производственно-издательский я .мбин:ir !1атент",, У р

"I " г Усго 1д чл, Гагарин», 101

ВНИИПИ Госуда ственного

1!3035, й

Составитель В.Костеров

Техред H.Õîäàíè÷ Корректор A.Îáðó÷àð

Тираж 309 Подписное комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5