Детектор-мишень

 

Союз Советскин

Социалистимескин

Республик

ОПИСДНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Nfl

К АВТОРСКОМУ СВИДИВЛЬСТВУ (61) дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено18.02.77 (21) 2449951/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.10.78,Бюллетень № 39 (45) Дата опубликования описания 29.08.78

У (51) М, Кл

< 01 т 5/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621.383 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. В. Городков, Ю. А. Камышков, В. А. Любимов, В. B. Пляскин и В. Е. Пожидаев (71) Заявитель (54) ДЕТЕКТОР-МИШЕНЬ

Изобретение относится к области техники детектирования процессов взаимодействия элементарных частиц и может быть использовано при постановке экспериментов физики частиц высоких энергий и ядер5 ной физики.

Известны устройства, в которых вещество мишени одновременно является регистрирующим веществом детектора, что позволяет, в частности, измерять физические ха)бвктеристики частиц отдачи. Однако приборами типа пузырьковой камеры невозможно измерять энергии частиц отдачи меньше 50 МэВ.

Так, в криогенной стримерной камере, которы представляет собой обьем, запол ненный водородом, являющимся о Фовременно реагирующим веществом мишени и регистрирующим вешеством детектора, в котором помещены проволочные электроды, по наблюдаемому пробегу в газе частицы отдачи можно определить ее энергию. Однако, в подобных приборах, имеющих опти ческий съем информации, невозможно измерять энергию частиц отдачи 4 1-1,5 МэВ. 2 т1рототипом предлагаемого устройства является импульсная ионизационная хаме» ра представлятоныя собой объ!ьм заполненный до давления в 8 а га водородом, который является одновременно регистрирующим веществом мишени и регистрирующим веществом детектора, внутри которого в плоскости перпендикулярной направлению пучка первичных взаимодействующих частиц расположены плоские кольцеоб» разные электроды, подключенные к источ никам высокого напряжения и усилителям.

Однако в импульсной ионизационной камере невозможно измерение энергий частиц отдачи меньших 0,5 МэВ (соответствующий квадтит переданного импульса 10 (ГэВ/с ); ограничена шириной колькеобраэного электрода точность измерения пробега частиц; отсутствует информация об азиМутальном -.угле q частипы отдачи.

Бель изобретения - расширение диапа» зона и увеличение точности измерения энергии и пробега истиц отдачи и измеренвэ si аэттмутального угла в плоскости перпендикулярной направлению гучка первичных частиц.

3То достигается тем, что внутри кор пуса, заполненного рабочим газом, который одновременно является реагирующим

Веществом мишени, электроды окружены сетками, один из электродов расположен вдоль оси корпуса, а другие, параллельные ему, - на одинаковом расстоянии от оси, причем электродами образована цилиндри- 16 ческая поверхность.

На чертеже изображен детектор-мишень, поперечный разрез. Детектор-мишень состоит из корпуса 1, заполненного рабочим газом (например, водородом) до давления в 1-100 ата, проволочных электродов 2, окруженных сетками 3, Детектор мишень работает следующим образом, При подключении детектора-мишени к О источникам высоковольтного питания в межэлектродных промежутках детектора устанавливается аксиально-симметричное электрическое поле. Взаимодействие частицы пучка 4 с рабочим газом (например водородом, в центральной области детек)

У тора-мишени в непосредственной близости от сигнального электрода 2, расположенного на оси корпуса 1, приводит к возник, новению частицы отдачи 5, Электроны ЗО перви щой ионизация,. образованные частицей отдачи 5 в рабочем газе детекторамишени дрейфукл под действием электрического поля к сигйальным электродам 2, Тот факт, что в отличие от. прототипа, электрод ? выполнен в виде проволочки, цоэволяет осуществить газовое усиление электронов первичной ионизации, т. е. работать в пропорциональном режиме, и позволяет измерять энергшо частиц отдачи вплоть до 1 КэВ, в отличие от прототипа, в котором энергия измеряется до

0,5 МэВ.

Амплитудный анализ, возникающих на электродах и усиленных усилителями сигналов, а также измерение времени между моментом прохождения частицы через детектор-мишень и моментом возникновения сигнала..на электрогчх позволяет определить иондзаийю произведенную частицей отдачи и, ввиду того, что скорость дрейфа электронов в газе известна, длину ее пробеге. Если пробег частицы отдачи превышает размер счетчика, то в счетчике кзмэряОтся удельная ионизация проиэводюеаа частицей. Точность измерения пробега частиц отдачи по разности времени возникновения сигналов на сигнальном электроде и времени прохождения частицы через детектор-мишень составляет в предлагаемом приборе 0,1 мм. Азимутальный угол вылета частицы отдачи определяетси по номеру сработавшего электрода, Использование предлагаемого детектора-мишени, работающего в пропорциональном режиме, позволяет более чем в 10 раз увеличить быстродействие по сравнению с аналогичным прибором, работающим в режиме ионизационной камеры, измерить энергии частиц отдачи вплоть до 1 КэВ (соответствующий квадрат переданного импульса (-Г. } "2 10 (ГэВ/с) ), и их пробе с точностью 1 мм, Применение устройства в физике высоких энергий позволит осуществить ряд экспериментов, постановка которых невоэ можна с помощью известных физических приборов. К таким экспериментам, в част» ности, относятся дифракционные процессы взаимодействия адронов в области малых

-3 -б А переданных импульсов 10 ОН 1 О (ГэВ/с)

При столь малых переданных импульсах угол рассеяния частицы отдачи, практичесо ки равен 90 . B этих условиях угловая информация содержится в аэимутальном угле lP, который и измеряется в предлагаемом приборе с наибольшей точностью.

Измерение. энергии и пробега позволяет определить сорт частицы. отдачи. Более высокое быстродействие предлаГаемого устройства по сравнению.с, приборамИ типа ионизационной камеры даст воэможность проводить эксперименты на более интенсивных пучках первичных частиц итем самым, позволяет исследовать процес-. сы рассеяния с малыми сечениями взаимо действия.

Ф о рмула изо б ре тен ия детектор-мишень для регистрации ионизирующе о ижуения, сосояший иэ электродов, расположенных внутри корпуса, заполненного газом, являющимся одновременно реагирующим веществом мишени и рабочим газом детектора, о т л .и ч а ю m и и с я тем, что, с целью. расщирениа диапазона и увеличения точности измерения энерг"ия и пробега частиц отдачи и измерение их азимутального угла в плоскости перпендикулярной направлению пучка, электроды окружены сетками, один иэ электродов расположен вдоль оси корпуса, а другие, параллельные ему, - на одинаковом расстоянии от оси, причем электродами образована ципиндрическая поверхность.

599619

Составитель И. Петров

Редактор Т. Колоддева Техред М. Борисова оРРектор. В. Сердюк

Заказ 6125/52 Тираж 660 Подписное

Ш4ИИПИ Государственны о комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаанаб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4