Устройство для автоматического сканирования следов частиц в ядерной фотоэмульсии

 

МОЕ CC I5! : ...й иетееи т но - т .э х, и " о с &юя

ФВбии4 гена МБA

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ и п782522

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.06.79 (21) 2784605/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.07.82. Бюллетень № 25 (45) Дата опубликования описания 07,07.82 (51) М, Кл.

6 01Т 5/10

С ОЗН 5/00

1осудерствееный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 772.99 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. М. Сороко и R. Л. Сороко

Объединенный институт ядерных исследований (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

СКАНИРОВАНИЯ СЛЕДОВ ЧАСТИЦ В ЯДЕРНОЙ

ФОТО ЭМУЛ ЬС И И

Изобретение относится к области экспериментальной ядерной физики и физики элементарных частиц и может быть использовано при поиске «очарованных» частиц на пучках нейтрино от ускорителя. 5

Известно устройство для сканирования ядерной фотоэмульсии (1), которое представляет собой микроскоп, имеющий систему перемещения слоя ядерной фотоэмульсии относительно освещающего пучка. Ска- io нирование по глубине ведется при помощи винта наводки фокуса микроскопа. Устройство не позволяет осуществить одновременное автоматическое сканирование стопки слоев фотоэмульсии. 15

Наиболее близким по технической сути к предложенному является устройство для автоматического измерения угловых распределений следов частиц зарегистрированных на носителе с ядерной фотоэмульси- 2О ей (2), содержащее источник когерентного света, линзу преобразования Фурье, систему щелевого сканирования и фотоприемники, причем система щелевого сканирования содержит зеркало в виде фигуры вращения, ось симметрии которой совпадает с осью оптического устройства, а образующая является эллипсом. Устройство приспособлеII0 для автоматического сканирования как отдельных слоев ядерной фотоэмульсии, ЗО так и стопки слоев.

Недостаток устройства состоит в том, что при сканировании не фиксируется номер слоя в стопке, в котором расположен трек, попавший в поле зрения. Этот недостаток существенно усложняет расшифровку данных сканирования стопки слоев ядерной фотоэмульсии и ограничивает скорость сканирования.

Целью изобретения является повышение скорости сканирования путем просвечивания стопки слоев ядерной фотоэмульсии при сохранении данных о номере слоя, в котором расположен наблюдаемый трек.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматического сканирования следов частиц в ядерной фотоэмульсии дополнительно содержит иммерсионну|о ванну, в которую погружена стопка слоев ядерной фотоэмульсии, причем ванна выполнена в виде фигуры вращения, имеющей две осп симметрии. При этом одна из осей симметрии совпадает с оптической осью, а вторая ось симметрии образует с оптической осью угол

8, = агссоз —, 1 (1) и где и — показатель преломления пммерсиониой жидкости, а геометрическое место точек наружной стенки, выполненной из прозрачного мате782522

20

Зо

Kd

n -- cos (9 — 6 )

6() 65 риала с меньшим или равным показателем преломления, определяется соотношением (2)

h — cos (8 — 9 ) где 0<6<90, R — расстояние от центра фигуры вращения до наружной стенки, d — диаметр поперечного сечения пучка света в месте расположения стопки слоев ядерной фотоэмульсии, К вЂ” постоянный коэффициент, задающий размеры фигуры вращения, причем

К))1 для ослабления эффектов абберации света, идущего от остальных слоев стопки.

Собирающее зеркало системы щелевого сканирования выполнено в виде фигуры вращения, образующая которой является параболой, а фотодетекторы расположены на концентрических окружностях.

Ограничение (1) на угол ео следует из требования, чтобы все лучи света, дифрагированного на треке в пределах

0<6<90, выходили наружу через стенку иммерсионной ванны. Условие (2) означает, что лучи дифрагированного света после выхода из иммерсионной ванны становятся взаимно параллельными. Каждому слою стопки соответствует свой коллимированный пучок дифрагированного света. Центральному слою стопки соответствует направление Оц. Размеры и форма параболы, являющейся образующей зеркала системы щелевого сканирования выбираются из условия, чтобы колл имированные пучки дифрагированного света, выходящие из иммерсионной ванны, фокусировались в систему концентрических окружностей, причем каждой окружности соответствует определенный слой стопки ядерной фотоэмульсии.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Оно содержит источник когерентного света (лазер) 1, линзу 2 преобразования

Фурье, стопку 3 слоев фотоэмульсии, иммерсионную ванну 4, зеркало 5 и фотоприемники 6.

Устройство работает следующим образом.

Лазер 1 создает коллимированный пучок света, диаметр поперечного сечения которого равен 0,4 — 2,0 мм. Линза 2 преобразования Фурье формирует Фурье-образ узких треков частиц в стопке 3 слоев ядерной фотоэмульсии (на чертеже показана стопка, состоящая, например, из. трех слоев). Зеркало 5 собирает коллимированные пучки диафрагмированного светя, выходящие из иммерсионной ванны 4, и фокусирует их на входе фотоприемников 6, которые расположены на концентрических окружностях. Если трек вошел в лоле зрения пучка света, то в системе фотоприемников 6 возникает сигнал, который указывает угол ориентации и номер окружности, на которой раСположены соответствующие фотоприемники и, значит, номер слоя стопки, содержащего данный трек.

При наличии соответствующих датчиков информация с фотоприемников может далее анализироваться при помощи необходимой цифровой обработки совместно с данными о координатах положения стопки слоев фотоэмульсий.

Выигрыш, получаемый при помощи такого устройства, прямо пропорционалеН числу слоев фотоэмульсии, которые удается разместить в стопке. Физическим пределом будет степень поглощения света в толщине стопки слоев ядерной фотоэмульсии.

Формула изобретения

Устройство для автоматического сканирования следов частиц в ядерной фотоэмульсии, содержащее источник когерентного света, линзу преобразования Фурье, фотоприемники и систему щелевого сканирования с зеркалом в виде фигуры вращения, отличающееся тем, что, с целью повышения скорости сканирования путем просвечивания стопки слоев фотоэмульсии, устройство дополнительно содержит иммерсионную ванну в виде фигуры вращения, имеющей две оси симметрии, одна из которых совпадает с оптической осью, а вторая ось симметрии образует с ней угол

Оо — — arccos —, причем геометрическое место точек наружной стенки определяется соотношением где 0<0<90, и — показатель преломления иммерсионной жидкости, R — расстояние от центра фигуры вращения до наружной стенки, d — диаметр поперечного сечения пучка света в месте расположения стопки слоев ядерной фотоэмульсии, К)) 1 — постоянный коэффициент, образующая зеркала системы щелевого сканирования является парабола, а фотоприемники расположены на взаимно концентрических окружностях.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I Пауэлл С., Фаугер П., Перкинс Д.

Исследование элементарных частиц фотографическим методом. ИИЛ, М., 1962, с. 49.

2. Авторское свидетельство по заявке № 2695628/18-25, кл. G 01Т 5/10, 12.12.78.

782522

Составитель В. Мухин

Техред А. Камышникова

Редактор П. Горькова

Корректор Т, Трушкина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1018/11 Изд. Мз 183 Тираж 719 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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