Устройство для регистрации момента пролета частиц

 

Изобретение касается экспериментальной ядерной физики и физики космических лучей и может быть использовано при создании образцов техники, принцип действия которых основан на регистрации момента пролета заряженных частиц. Цель изобретения - упрощение устройства при сохранении точности регистрации момента пролета частиц. Устройство содержит полосу из сцинтиллятора, к одному из торцов которой подсоединен фотоэлектронный умножитель (ФЭУ), а к другому - световод, противоположная грань которого имеет отражающее зеркальное покрытие длиной не менее v т /2, где v -- скорость распространения света в нем; гвремя высвечивания сцинтиллятора. Выход ФЭУ соединен с входом схемы отбора импульсов, имеющей три выхода, первые два из которых соединены соответственно с входами двух времяамплитудных преобразователей (ВАП), выходы которых соединены с входами линейного сумматора, вход управления которого соединен с третьим выходом схемы отбора импульсов . Первый импульс ФЭУ проходит через схему отбора импульсов на вход первого ВАП, далее по этому импульсу схема Отбора переключает свое состояние и определенное время ждет второго импульса, который проходит на вход второго ВАП. Амплитуды импульсов с выходов ВАП суммируются по сигналу Строб с третьего выхода схемы отбора. Время регистрации не зависит от места прохождения частицы через полосу, а энергопотребление по вйсокому напряжению снижается в два раза из-за использования одного ФЭУ вместо двух. 2 ил. Ё о VI ю Ј Ю V4

СОГОЗ СОВЕТСКИХ

СОВИ ЛИСТИЧЕ-СКИХ

РF.cnóüëèê (.i). G 01 T 1 208

ГОСЧДАРСТВЕННЫй КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4647768/25 (22) 30.12.88 (46) 23.09.91. Бюл. ¹ 35 (71) Московский инженерно-физический институт (72) С.А,Воронов и M.Â.Ãóçåíêî (53) 539.1.076(088.8) (56) Цитович А,П. Ядерная электроника. — M.:

Энергоатомиздат, 1984, с. 200, 206.

G.Charpak et а11. Location of the Position

of a Particle Trajectory in а Sclntiliator, Nucl, Instr.

and Meth., 1962, ч.15, N 4, р. 323-326, fig. 5, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ

МОМЕНТА ПРОЛЕТА ЧАСТИЦ (57) Изобретение касается экспериментальной ядерной физики и физики космических лучей и может быть использовано при создании образцов техники, принцип действия которых основан на регистрации момента пролета заряженных частиц. Цель изобретения — упрощение устройства при сохранении точности регистрации момента пролета частиц. Устройство содержит полосу из сцинтиллятора, к одному иэ торцов которой подсоединен фотоэлектронный умножитель (ФЭУ), а к другому — световод, Изобретение касается экспериментальной ядерной физики и физики космических лучей и может быть использовано при создании образцов техники, принцип действия которых основан на регистрации момента пролета заряженных частиц.

Цель изобретения — упрощение устройства при сохранении точности регистрации момента пролета частиц.

„„SU „„1679427 А1 противоположная грань которого имеет отражающее зеркальное покрытие длиной не менее v t /2, где v — скорость распространения света в нем; r — время высвечивания сцинтиллятора. Выход ФЭУ соединен с входом схемы отбора импульсов, имеющей три выхода, первые два из которых соединены соответственно с входами двух времяамплитудных преобразователей (ВАП), выходы которых соединены с входами линейного сумматора, вход управления которого соединен с третьим выходом схемы отбора импульсов. Первый импульс ФЭУ проходит через схему отбора импульсов на вход первого ВАП, далее по этому импульсу схема отбора переключает свое состояние и определенное время ждет второго импульса, который проходит на вход второго 8All.

Амплитуды импульсов с выходов ВАП суммируются по сигналу "Строб" с третьего выхода схемы отбора. Время регистрации не зависит от места прохождения частицы через полосу, а энергопотребление по вйсокоМу напряжению снижается в два раза из-за использования одного ФЭУ вместо двух. 2 ил.

На фиг.1 представлена блок-схема уст- д ройства; на фиг.2 — схема отбора импульсов.

Устройство (фиг.1) содержит полосу из сцинтиллятора 1 длиной I, к одному из торцов которой подсоединен фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) 2, выход которого соединен с входом схемы 3 отбора импульсов.

Первый выход схемы 3 отбора импульсов подключен к входу "Стоп" первого времяам1679427 плитудного преобразователя (BAll) 4, а второй выход схемы отбора импульсов подключен к входу "Стоп" второго ВАП 5, Сигналы нэ входы "Старт" первого 4 и второго 5 ВАП (на фиг.1 не показаны) могут приходить, например. от дополнительного монитора. Выходы первого 4 и второго 5 ВАП соединены с входами линейного сумматора 6, К другому торцу полосы из сцинтиллятора 1 присоединен световод 7 с отражающим зеркальным покрытием 8 на противоположной грэни.

Устройство работает следующим образом

При полете частицы через полосу из сцинтиллятора в точке с координатой х свет от сцинтилляции распространяется в обе стороны вдоль полосы из сцинтиллятора 1 и х достигает ФЭУ 2 через время =, где vo— чо скорость распространения света в сцинтилляторе. Схема 3 отбора импульсов пропускает импульс ФЭУ 2 на вход первого ВАП

4 и блокирует его прохождение на второй

ВАП 5. Поэтому на выходе первого ВАП 4 появляется импульс с амплитудой, пропорциональной величине †. После прохождех

vo ния импульса на вход первого BAll 4 схема

3 отбора импульсов открывается по второму входу на прохождение импульса и блокируется по первому выходу. Свет, распространяющийся вдоль полосы из сцинтиллятора

1 в сторону световодэ 7, проходит по световоду 7, доходит до отражающего зеркального покрытия 8, отражается, возвращается в обратном направлении и приходит на ФЗУ

2, при этом импульс с ФЭУ приходит на вход второго ВАП 5, на выходе которого возникает сигнал с амплитудой, пропорциональной

I — х 21 I интервалу времени + — + —, где 1—

vo ч чо длина световода; ч — скорость распространения в нем света; I — длина полосы; При поступлении на вход схемы 3 отбора импульсов второго импульса в интервале вре21 2L мени t < — + — на третьем выходе схемы ч ч

3 отбора импульсов возникэет импульс, разрешающий срабатывание линейного сумматора 6 (стробирование сумматора). При этом на выходе линейного сумматора 6 появляется сигнал с амплитудой, пропорциональной х I — х 21 I величине + + — + —, не зависячо чо V чо щей от координаты х прохождения частицы через полосу из сцинтиллятора 1.

Если в течение интервала времени

2l 21 —, + после появления первого имvo ч пульса нэ выходе схемы 3 отбора импульсов второй импульс с ФЗУ 2 не приходит, то

5 сигнал разрешения на третьем выходе схемы 3 отбора импульсов (строб-импульс) не вырабатывается и схема 3 отбора импульсов автоматически переводится в первоначэльное состояние (первый выход открыт, вто10 рой выход заблокирован). При этом срабатывания устройства от статистических шумов ФЭУ не происходит.

Для того, чтобы работала вся длина полосы из сцинтиллятора, время прохождения

15 света по световоду должно быть не меньше времени высветки сцинтиллятора, в противном случае при пролете частицы у ближнего к световоду края полосы сигналы ФЗУ от прямого света и отраженного могут слиться, 20 Отсюда появляется требование 2 > Vr.

Время распространения света в сцинтилляторе и световоде не превышает десятков наносекунд, выходные сигналы ВАП имеют микросекундные длительности, бла25 годаря чему происходит правильная работа линейного сумматора. Установление ВАП в исходное состояние может происходить автоматически по внутреннему одновибратору либо йо заднему фронту строба.

30 В предлагаемом устройстве сохраняется независимость момента времени регист. рации от места прохождения частицы через полосу из сцинтиллятора, но примерно вдвое снижается энергопотребление уст35 ройства по цепям высоковольтного питания, поскольку используется всего один фотоэлектронный умножитель. Неопределенность времени регистрации, как и в известном устройстве, составит =тф V2, где

40 ty — временное разрешение ФЭУ. Выход

ФЭУ может быть снабжен формирователем следящего порога.

Предлагаемое устройство выполнено со следующими параметрами: длина полосы

45 I=50 см, сечение 10х2 см, типа ФЭУ-85, световод из оптово-волоконной оптики длиной 2 м.

Параметры системы совпадали с параметрами известного устройства, снижение

50 энергопотребления в 2 4 раза по цепям высоковольтного питания.

Схема 3 отбора импульсов выполнена по схеме, приведенной на фиг.2, не требующей подробных пояснений.

Формула изобретения

Устройство для регистрации момента пролета частиц, включающее полосу иэ сцинтиллятора, присоединенный к одному иа ее торцов фотоэлектронный умножитель, 16794?7

Составитель M.Äàíèëîâ

Техред М.Моргентал Корректор О.Ципле

Редактор Н.Тупица

Заказ 3212 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 два времяамплитудных преобразователя и линейный сумматор,. два входа которого подключены к выходам времяамплитудных преобразователей, отл и ч а ю щеес я тем, что, с целью упрощения устройства при сохранении точности регистрации момента пролета частиц, в него введен световод, присоединенный одной из граней к другому торцу полосы из сцинтиллятора, противоположная грань имеет отражающее зеркаль9а СПгицсс ное покрытие длиной не менее ч t /2, где V — скорость распространения света в нем, t — время высветки сцинтиллятора. а также введена схема отбора импульсов, вход кото5 рой соединен с выходом фотоэлектронного умножителя, первый и второй выходы соединены с входами "Стоп" первого и второго времяамплитудных преобразователей соответственно. а третий выход соединен с ло10 гическим входом линейного сумматора.