Устройство для определения направления прилета заряженных частиц

 

Изобретение относится к экспериментальным методам ядерной физики и может быть использовано при космофизических экспериментах. Целью изобретения является уменьшение габаритов устройства и снижение энергопотребления. Устройство содержит две сцинтилляционные полосы, каждая с соответствующим фотоэлектронным умножителем. Введение в устройство компаратора напряжения и выполнение сцинтилляционных полос одинаковыми по линейному размеру в направлении движения частиц позволяют сократить расстояние между полосами и снизить энергопотребление за счет уменьшения количества электронных схем. 1 ил.

(5))$ С 01 Т 1/29

ТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

РЕТЕНИЯМ И О (НРЫТИЯМ

СССР

Г УДАРС

ПР ГКНТ

М ВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4439220/31-25

13.06.88

23.11.90. Бюл. Ф 43

Московский инженерно-физический тут ,М. Гальпер, М. В. Гузенко, оисеев и А.В.Попов

621.3.08 (088.8) торское свидетельство СССР

4160, кл, С 01 Т 1/22, 1985. онов С.А. и др. Эксперимент по нию электрон-позитронных потоков естности Земли. В сб. КосмофизиЭнергоатомиздат, 1987, с.3с.2, СТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПНИЯ ПРИЛЕТА ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ (21 (22 (46 (71 инс и (72) А

А.А M (53) (56) Ав

В 137

В р изуч в ок ка, 10, и (54) У

PAB обретение относится к экспериьным методам ядерной физики ет быть использовано для опреденаправления прилета заряженных ц в космофизических эксперименв экспериментах на ускорителях. ь изобретения — уменьшение гаов устройства и снижение энергобления. чертеже изображена схема уства для определения направления та частиц. ройство содержит сцинтилляционлосы t и 2, ФЭУ 3 и 4, компаранапряжения, входы компаратора ирующий 6, неинвертирующий 7, регистрации частиц. Направлеижения исследуемых частиц мент и мо лени част тах

Ц бари потр

Н ройс приле

Ус ные п тор 5 инвер блок ние д

СООЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

Ф РЕСПУБЛИК

2 (57) Изобретение относится к экспериментальным методам ядерной физики и н может быть использовано при космофизических экспериментах. Целью изобретения является уменьшение габаритов устройства и снижение энергопотребления. Устройство содержит две сцинтилляционные полосы, каждая с соответствующим фотоэлектронным умножителем.

Введение в устройство компаратора напряжения и выполнение сцинтилляционных полос одинаковыми по линейному размеру в направлении движения частиц позволяют сократить расстояние между полосами и снизить энергопотребление за счет уменьшения количества электронных схем. 1 ил. показано стрелкой 9, направление движения частиц противоположного направления — стрелкой 10. Выход ФЭУ 3 присоединен к инвертирующему входу 6 компаратора 5 напряжения, а выход

ФЭУ 4 присоединен к неинвертирующему Ql входу 7 компаратора. Выход компарато- ра 5 напряжения присоединен к входу : © блока 8 регистрации частиц. Толщины полос 1 и 2 выбираются равными друг другу. Блок регистрации может быть выполнен в виде схемы совпадений, на один из входов которой поступает сигнал с выхода компаратора, а на другие входы — сигналы с детекторов, свидетельствующие о факте прохождения частицы.

1608599

Устройство работает следующим образом.

Движущаяся заряженная частица производит ионизацию материала детекторов — сцинтилляционных полос, Удельные ионизационные потери заряженных частиц с кинетической энергией Т к с аИ с, где М вЂ” масса частицы; с— скорость света, пропорциональны 1/Тк. 10

Таким образом, при движении заряженной частицы с кинетической энергией

Т /Т (N с (в направлении 9) потери

Ко ко энергии заряженной частицы на иониэа.цию среды в сцинтилляционной полосе 1 меньше, чем в сцинтилляционной полосе

2, при условии равенства толщин полос

1 и 2. Амплитуды сигналов ФЭУ 3 и 4 пропорциональны степени ионизации, произведенной в сцинтилляционных по1

dE лосах 1 и 2, т.е. А, (— ) Д х,где

dx <

dE

А — амплитула сигнала ФЭУ; — — удель1 dx 25 ные ионизационные потери; Дх, — толщина полосы сцинтиллятора i=1 2.

Т.е. А<с А, поскольку частица, движущаяся в направлении 9, после прохождения сцинтилляционной полосы 1 30 обладает кинетической энергией (Тк

dE (— ) Дх ) и при условии 6 х =Дх

dx 1 1 Я удельные потери энергии в сцинтилляционной полосе 2 больше удельных потерь энергии в сцинтилляционной полосе 1. Сигналы с выходов ФЭУ 3 и 4 поступают на входы б и 7 соответственно компаратора 5 напряжения. Компаратор 5 производит сравнение ампли- 40 туд сигналов на входах 6 и 7. Следовательно, при прохождении частицы в направлении 9 на выходе компаратора возникает импульс логической "1".

В то же время при прохождении части- 45 цы в противоположном направлении 10 сигнал на выходе компаратора не возникает. Блок 8 регистрации частиц воспринимает сигналы о направлении прилета заряженных частиц, поступающие с компаратора 5.

Предлагаемая схема устройства позволяет располагать сцинтилляционные полосы непосредственно друг за другом на пути движения частиц и применять для выделения направления прилета частиц всего одну микросхему (компаратор напряжений) вместо энергоемких формирователей со следящим порогом и приоритетных дискриминаторов °

Область применения предлагаемого устройства ограничивается толщиной и точностью изготовления используемых сцинтилляционных полос. Так, нижний диапазон измеряемых энергий определяется суммарной толщиной сцинтилляционных полос, верхний — неточностью изготовления полос равной толщины и шумами ФЭУ.

Формула изобретения

Устройство для определения направления прилета заряженных частиц, включающее две сцинтилляционные полосы, каждая из которых оптически соединена с соответствующим фотоэлектронным умножителем, причем сцинтилляционные полосы расположены одна за другой на пути движения частиц, а также блок регистрации частиц, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения габаритов устройства и снижения энергопотребления, в него введен компаратор напряжения, линейные размеры сцинтилляционных полос в направлении движения выбраны одинаковыии, выход одного фотоэлектронного умножителя соединен с инвертирующим входом компаратора, выход другого фотоэлектронного умножителя — с неинвертирующим входом компаратора, а вы" ход компаратора — с входом блока регистрации частиц, 1608599

У Ю ! ! ! .! ! ! ! (1

Составитель В.Рогов

Р ор С.Патрушева Техред М.Дндык Корректор С.Черни

3а аз 3614 Тираж 359 Подписное

В Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Пр иэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101