Способ измерения ионизационных потерь энергии заряженных частиц в искровой камере

 

О П- И-С-А-Н--Й Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕРЬСТВУ

1680453

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27.06.77 (21) 2501438/25 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 23.12.81. Бюллетень № 47 (45) Дата опубликования описания 23.12.81 (51)M.Кл.з G 01 Т 5/12

Государственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.384.6 (088.8) (72) Авторы изобретения

П. С. Ананьин, И. В. Главанаков, М. Н. Гуштан, В. H. Стибунов и А. П. Каширин

Н аучно-исследовательский институт ядерной физики, электроники и автоматики при Томском политехническом институте (71) Заяви пель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ

ИОНИЗАЦИОННЫХ ПОТЕРЪ ЭНЕРГИЙ

ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ В ИСКРОВОЙ КАМЕРЕ

Изобретение относится к области экспериментальной ядерной физики,и может быть использовано при регистрации заряженных ча ст иц на установках, использующих искровые казимеры в качестве треновых детекторов.

Искровые, камеры обладают свойствами идентификации заряженных частиц iso ux ионизационным потерям. Так, в .работе предложен способ измерения ионизационных потерь частиц в искровой .камере путем измерения толщины трека на фотопленке 11). Однако слабая зависимость толщины трека от начальной ионизации, а также большие флуктуации толщины трека н структурный характер его при малых плотностях ионизация позволяют -в этом способе делать только качественные оценKH ионизационных потерь.

Ближайшим -техническим решением является способ измерения ионизационных потерь в искровой камере путем измерения яркости искры (2). Недостатком этого способа является сложность и трудоемкость измерений.

Цель изобретения — упрощение процесса измерения:ионизационных потерь заряженных частиц в искровой .камере.

Цель достигается тем, что при создании разряда по следу частицы при подаче на электроды камеры высоковольтного импульса, определяют временной интервал между началом нарастания переднего фронта высоковольтного импульса и моментом появления тока в искре, по которому судят о потерях энергии.

Изобретение основано на том, что время формирования искры в искровой камере зависит от числа начальных электронов в

10 зазоре камеры и определяется по формуле где t > — время формирования искры, а— .коэффициент ударной ионизации, V — средняя скорость дрейфа электронов, 1 — ток питания в цепи, d — ширина зазора искровой камеры, Xo — число свободных элек20 троиов, соданных в камере пролетевшей частицей, С вЂ” емкость камеры, R — последовательно включенное с камерой сопротивление.

Устройспво для наблюдения ионизационных |потерь в искровой камере работает следующим образом.

При,прохождении через рабочий объем искровой .камеры заряженной частицы генерато р высоковольтных импульсов подает зо на электроды камеры высоковольтное им680453 пульсное напряжение. При этом по следу частицы через определенное время после прихода на электроды камеры высоковольтного импульса, зависящее от ионизационных потерь частицы в камере, развивается искровой пробой. Блок измерения времени формирования искры в искровой камере измеряет .временной интервал между моментом прихода высоковольтного импульса и началом развития искровопо пробоя. Таким образом, измеряя время формирования искры в искровой ка мере, можно определять ионизацион ные потери частицы, прошед шей через рабочий объем:камеры.

В качестве искровой, камеры может быть как камера ic фильмовым, так и бесфильмовым выводом конформации (узкозазорные, широкозазорные, проволочные с ферритовой памятью или |магнитострикционные) .

Блок измерения времени формирова ния искры в искровой .камере может измерять или длительность высоковольтного,им пульса,на электродах переднего фронта его до момента резкого спада, обусловленного развитием искрового пробоя между электродами, или временной интервал между перед,ними фронтами высоковольтного им пульса и тока искры. ,Предложенный способ измерения ионизационных потерь в,искровой камере позволяет, наряду с регистрацией координаты заряженной частицы в камере, просто, быстро и с хорошей точностью получить сведения об ионизационных потерях частицы.

Использование проволочных;искровых,камер позволяет полностью автоматизировать процесс записи коорди нат места )прохождения частицы и ее ионизационные потери.

Таким образом,,применение предложенного способа измерения ионизационных потерь расширяет возможности искровых камер.

Описанный способ измерения ионизационных потерь заряженных частиц в искровой кам ере был испытан на электронном синхротроне «Сириус».

Результаты и опытаний локазаны на фиг. 1, где приведена кривая зависимость времен и формирова ния искры в искровой камере от иониза ционных lIIOTcpb протонов различной энергии. Время формирования взято НО центру максимума распределения, ионизациоHIHbIQ потери — по середине интервала потерь спектра, протонов. На фиг. 2 приведены спектры распределений времени формирования, искры в искровой камере для электро нов с энергией более 50 МэВ, протонов 28 — 36 МэВ и альфа-частиц 5 —:—

15 6 МэВ.

Таким образом, измеряя время формирования искры в искровой камере, 1можно с определенной точностью измерять ионизационные потер и заряженных частиц. Разде20 ление спектров электро нов, протонов и альфа-частиц (фиг. 2) |показывает, что это

ipaapeIIIeHHe может быть получено достаточ.но высоким, 25 Формула изобретения

С пособ измерения ионизационных потерь энергии заряженных частиц в искровой камере, основыванный,на создании разряда по следу частицы при лодаче на электроды камеры высоковольтного импульса, о т л,и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения процесса измерения, определяют временной интервал между началом нара35 стания переднего фронта высокавольтного импульса и моментом появления тока в искре, по которому судят о потерях энергии.

40 Источники информации, принятые во внима,ние при экспертизе:

1. Аганьянц А. О., Лексин Г. А., Тиупчик В. М., ПТЭ, 1969, № 3, с. 55 — 58.

2. Болотов В. П. и др. ПТЭ, 1970, № 3, 45 с. 114 — 116.

680453

Т, ЮЕЕ1Г

Фиг. 1

200

100

Фс г. 2

Редактор Т. Кузнецова

Корреьтор С Файн

Заказ 1627/1233 Изд. № 602 Тираж 749 Подписное

НПО Поиск> Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. аПатент»

10 ба 70 00 И т 1 а таст

Составитель Ю. Алешин

Техред Л. Куклина