Рабочее тело искровой камеры гамма-телескопа

 

Использование: в искровых камерах гамма-телескопа. Сущность изобретения: предлагается рабочее тело искровой камеры, содержащее неон, углекислый газ и аргон в заданном соотношении ингредиентов. 1 табл.

Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике, а более конкретно к материалам, применяемым в приборах для регистрации гамма-излучения в космических условиях. Целью изобретения является обеспечение идентификации источника регистрируемых гамма-событий с одновременным повышением чувствительности. Поставленная цель достигается тем, что в известном рабочем теле искровой камеры гамма-телескопа, в состав которого входит неон, аргон 1,5-2,5 об. и углекислый газ, согласно изобретению компоненты находятся в следующем соотношении, об. Аргон 1,5-2,5 Углекислый газ 0,9-1,3 Неон Остальное Для создания рабочего тела искровой камеры гамма-телескопа, удовлетворяющего поставленной цепи, было подготовлено несколько вариантов рабочих тел и проведены испытания, результаты которых представлены в таблице. У изготовленных рабочих тел была одна и та же концентрация аргона (2,0 ± 0,5 об.), варьировалась концентрация углекислого газа от 0,0 до 3,0 и неон остальное. Концентрация аргона соответствует известному решению и не изменялась, так как является оптимальной как с точки зрения наилучшей точности регистрации частиц, так и с точки зрения наивысшей ливневой эффективности. Это связано эффектом Пеннинга, который приводит к снижению напряжения пробоя рабочего тела искровой камеры, что ведет к наивысшему перенапряжению при регистрации частиц, а это в свою очередь обуславливает наилучшие параметры пробоя рабочего тела искровой камеры. Концентрация углекислого газа в данном рабочем теле искровой камеры ответственна за величину ливневой эффективности и точности, так как влияет на время термолизации электронов на следе частиц и на напряжение пробоя рабочего тела. Результаты испытаний показывают (см. табл.), что с точки зрения точности регистрации гамма-событий наилучший результат наблюдается для рабочего тела с концентрацией углекислого газа 2,0% Однако при этом ливневая эффективность (эффективность одновременной регистрации двух частиц) составляет всего 40 При регистрации космического источника гамма-квантов точность локализации его положения определяется как угловым разрешением σ, так и числом зарегистрированных гамма-квантов от космического источника, т. е. ливневой эффективностью: ΔΘ где N число зарегистрированных гамма-квантов, пропорциональное ливневой эффективности. Угловое разрешение σ определяется как среднеквадратичное отклонение восстановленного направления каждого зарегистрированного гамма-кванта от истинного направления и пропорционально точности регистрации заряженных частиц. Тогда точность локализации гамма-источника пропорциональна отношению точности δ регистрации заряженных частиц (колонка 3, табл) к квадратному корню из ливневой эффективности η (колонка 4, табл.). ΔΘ Поскольку точность регистрации гамма-квантов имеет экстремум в зависимости от концентрации углекислого газа, а ливневая эффективность падает (см. табл.), то существует оптимальное значение концентрации, при котором точность локализации источника гамма-квантов наилучшая, равное с учетом погрешности измерений 1_-0,1^+0,3 об. Одновременно с улучшением точности локализации источника гамма-квантов повышается чувствительность (отношение сигнал/шум). Эта величина определяется числом N_и гамма-квантов, зарегистрированных от источника, т. е. с данного направления, к величине флуктуации числа N_ффоновых гамма-квантов в телесном угле, определяемом угловым разрешением искровой камеры S/N=N_и/ k Как видно из данных табл. ливневая эффективность падает с ростом концентрации СО₂, а угловая точность имеет минимум, что приводит к наличию максимума чувствительности при тех же концентрациях углекислого газа. Как следует из таблицы же, значения по точности и регистрации и ливневой эффективности сохраняются в диапазоне концентраций от 1,5 до 2,5 об. по аргону. Таким образом, предложенное техническое решение позволяет обеспечить идентификацию источника регистрируемых гамма-событий с одновременным повышением чувствительности, т. е. с одновременным улучшением отбора полезного сигнала (гамма-событий от источника гамма-квантов( на фоне фоновых гамма-квантов. В настоящее время данное предложение реализовано в проектной и рабочей документации на гамма-телескоп. Учитывая уникальность создаваемого гамма-телескопа, в настоящее время подсчитать ожидаемый экономический эффект не представляется возможным.

Формула изобретения

РАБОЧЕЕ ТЕЛО ИСКРОВОЙ КАМЕРЫ ГАММА-ТЕЛЕСКОПА, содержащее неон, аргон 1,5 2,5 об. и углекислый газ, отличающееся тем, что, с целью обеспечения идентификации источника регистрируемых гамма-событий с одновременным повышением чувствительности, компоненты рабочего тела находятся в следующем соотношении, об. Аргон 1,5 2,5 Углекислый газ 0,9 1,3 Неон Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1