Способ определения ионизирующей способности частиц в стримерной камере

 

Изобретение относится к газоразрядным трековым детекторам и может быть использовано в физике элементарных частиц в экспериментах на ускорителях. Цель изобретения - повышение точности определения ионизирующей способности частиц. На снимках частиц в стримерной камере считают число стримеров, измеряют их диаметры D<SB POS="POST">с</SB>, ионизационные потери энергии ε частицы в местах образования стримеров рассчитывают по формуле ε=β<SP POS="POST">.</SP>D<SB POS="POST">с</SB>, ионизирующую способность частицы определяют по распределению потерь энергии в местах образования стримеров, а коэффициент β калибруют по соответствующему распределению диаметров стримеров на треке частицы с известной ионизирующей способностью. В случае, если трек имеет большую протяженность, то энергетическую калибровку проводят по распределению диаметров стримеров на треке исследуемой частицы используя зубец, соответствующий краю полос поглощения атомных оболочек рабочего газа стримерной камеры. Использование способа позволяет повысить надежность идентификации релятивистких частиц. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК (!9) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К д ВТОРСКОМЪ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4499257/31-25 (22) 21.09.88 (46) 15.10,90. Бюл, 11- 38 (71) Объединенный институт ядерных исследований (72) В.Д.Аксиненко, Н.С.Глаголева, А.Т.Матюшин, В.Т.Матюшин и И.С.Саитов (53) 539.1.08 (088.8) (56) Ионизационные измерения в физике частиц высоких энергий. М.: Энергоатомиздат, 1988, с. 194.

Физика элементарных частиц и атомного ядра ЭЧАЯ, т.14, вып.3, М., 1983, с. 707. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИОНИЗИРУ10ЩЕЙ

СПОСОБНОСТИ ЧАСТИЦ В СТРИМЕРНОЙ КАМЕРЕ (57) Изобретение относится к газоразрядным трековым детекторам и может быть использовано в физике элементарных частиц в экспериментах на ускорителях. Цель изобретения — повышение точности определения ионизируюИзобретение относится к газоразрядным трековым приборам, в частности к технике проведения с помощью таких детекторов ионизационных измерений.

Целью изобретения является повышение точности определения ионизирующей способности частиц по следам на снимках в стримерной камере, используя распределение потерь энергии в индивидуальных столкновениях, Сущность способа заключается в следующем. (gg)g G 01 Т 5/12; H 01 J 47/02

2 щей способности частиц. На снимках частиц в стримерной камере считают число стримеров, измеряют их диаметры d<, ионизационные потери энергии частицы в местах образования стримеров рассчитывают по формуле E

P ° Й„, иониэирующую способность частицы определяют по распределению потерь энергии в местах образования стримеров, а коэффициент Р калибруют по соответствующему распределению диаметров стримеров на треке частицы с известной ионизпрующей способностью. В случае, если трек имеет большую протяженность, то энергетическую калибровку проводят по распределению диаметров стримеров на треке исследуемой частицы, используя зубец, соответствующий краю полос поглощения атомных оболочек рабочего газа стримерной камеры. Использование способа позволяет повысить надежность идентификации релятивистских частиц.

1 з п. ф лы, 1 ил.

На следе частицы в стримерной камере считают количество стримеров, измеряют их диаметры Й, находят ионизационные потери энергии С в местах образования стримеров исходя иэ cooTHoIIIPHHH С =l <1, Ионизи рующую способность частицы определяют исходя иэ полученного распределения иотерь энергии Й частицы в местах образования стримеров, а коэффициент пропорциональности Р например, с помощью следа частицы с известной ионизирующей способностью

1599820

f5

1с/29

25

35

40 где

45 йс 2гэ 2

50 по соответствующему распределению диаметров. !

Соотношецие, связывающее ионизационные потери Я в месте образования стримера с его диаметром Й -(3 d базируется на следующих соотношениях.

1. Вклад электростатической энергии, накопленной при развитии лавины, в ее световыход является определяющим. При этом радиус лавины,развивающийся от одного электрона и определяемый электростатическим расталкиванием электронов в ее головке: где q — заряд электрона, Кл;

Я вЂ” абсолютная диэлектрическая о

-1, проницаемость вакуума, Фсм, — относительная диэлектрическая проницаемость среды; о — первый коэффициент Таундсенда, 1/см;

Š— напряженность электрического поля, В/см;

N — коэффициент газового усилеHHH °

2. В общем случае число начальных электронов лавины m Ф 1, лавина имеет средний коэффициент газового усиления N и общее число электронов в лавине ъ

N> m(N)

3. Число начальных электронов m лавины в данном месте следа частицы определяется соотношением ш. = Я/W;

Я вЂ” ионизационные потери частицы в данном месте;

Ъ, — энергия образования пары электрон — ион.

Из пунктов 1, 2 и 3 следует, что т,е. ионизационные потери частицы в данном месте следа Е пропорциональны d при условии, что электриз ческое поле в зазоре стримерной камеры равномерное (МЕ постоянно для данного снимка следа) и газ достаточно чист, Общие зарегистрированные потери

Ь Е 1 частицы на длине следа 1 и

h E 1 "-, с1с „ где n — число стримеров на следе длиной 1.

Величина Я заключена в пределах: no — мс с где F„„- минимальная (пороговая) величина ионизационных

Э потерь энергии, регистрируемая камерой; иенс максимальная величина ионизационных потерь, при которой о -электроны еще остаются в пределах следа.

В случае, когда исследуемый трек релятивистской частицы имеет большую длину, а следовательно, большое количество стримеров, процесс калибровки можно свести к определению положения

"зубца" на измеренной для исследуемого трека зависимости о) /

Положение зубца" на энергетической шкале является известной физической величиной, соответствующей краям полос поглощения атомных оболочек, например в случае неона положение

"зубца" соответствует энергии 850 эВ.

На чертеже изображена точками экспериментально полученная со снимка в стримерной камере, наполненной неоном, зависимость Ж(Й > Й )/Й1 плотность стримеров на треке частицы с диаметрами dc Й вЂ” как функция d .

Энергетическая шкала прокалибрована по распределению диаметров стримеров на треках частиц с известной ионизирующей способностью. Сплошная кривая — теоретическое распределение потерь энергии частиц в индивидуальных столкновениях. Положение зубца на этой кривой соответствует энергии

850 эВ.

Предлагаемый способ позволяет дополнить сведения об ионизирующей .способности частиц в стримерной камере и, следовательно повысить надежность их идентификации.

Формула изобретения

1; Способ определения ионизирующей способности частиц в стримерной камере, включающий счет числа стримеров, отличающийся тем, 5,1599820

-что; с целью повышения точности опре- щему распределению диаметров стримеделения иониэирующей способности час- ров из следа частицы с известной иотиц, измеряют диаметры стримеров низирующей способностью.

° d на снимках следов частиц в стри- 2. Способ по п.1., о т л и .ч а юмерной камере, рассчитывают иониза5 шийся тем, что калибровку коэфционные потери частицы в местах об- фициента /3 проводят по графЖу распразования стримеров по формуле Я ределения диаметров стримеров на тре P-dz и ионизирующую способность ке исследуемой частицы, используя

7 Ъ частицы определяют исходя из распре- 1О зубец участка выступа, соответствуюделения потерь энергии частицы в мес- щий краю полос поглощения атомных тах образования стримеров, а коэффи- оболочек рабочего газа стримерной кациент 6 калибруют по соответствую- меры.

Ф

Ъ Ъ ь

Ъ

P,ýä

Составитель В. Сосновцев

Редактор А.Лежнина Техред М.Дидык Корректор С.Черни.

Заказ 3142 Тираж 351 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101