Телескоп для регистрации ядерных частиц

 

ТЕЛЕСКОП ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ТЯЖЕЛЫХ ЯДЕРНЫХ ЧАСТИЦ, содержащий магнитный анализатор и детектор для измерения величины их удельной ионизации, ядерных частиц, отличающийся тем, что, с целью увеличения сокрости счета ядерных частиц,, детектор для измерения величины удельной ионизации расположен перед входом в магнитный анализатор , а в фокальной плоскости анализатора размещен позиционночувствительный детектор.

СОЮЗ .СОВЕТСКИХ

NVMC

РЕСПУБЛИК (19) Ol)

З р С О1 т 5/Оо

ЮСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

БИБАБО ГГ,"- и левссс югсъе л (21) 2655188/18-25 (22) бя ОИЯИ 5Н ЛФМ (711 Объединенный институт ядерных исследований (72) Г.Н.Зорин (53) 539.1.07.42 (088.8) (54} (57) ТЕЛЕСКОП ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ

ТЯЖЕЛЫХ ЯДЕРНЫХ ЧАСТИЦ, содержащий магнитный анапизатор и детектор для измерения величины их удельной ионизации, ядерных частиц, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью . увеличения сокрости счета ядерных частиц, детектор для измерения величины удельной ионизации расположен перед входом в магнитный анализатор, а в фокальной плоскости анализатора размещен позиционночувствительный детектор.

890291

Ф

- A — - ——

dE м NZ ч р (1)

Йх Е где А — const; N — массовое число ядерной. частицы, Š— эффективное зарядовое число; то откладывая сигналы dE/dx -. детектора на одной из осей плоскости многомерного анализатора, а сигналы с Š— детектора, регистрирующего оставшуюся энергию практически равную Е, на другой оси этой же плоскости, получим "гиперболы":

dE д-, (2) принадлежащие каждая- в отдельности одному из изотопов.

Недостатком такого телескопа является то, что он пригоден для иэо" топов от водорода до киспорода с энергиями несколько Мэв и. выше на

Изобретение относится к области экспериментальной ядерной физики и может быть использовано в экспериментальных исследованиях деления атрмных ядер.

Известно ионообменное устройст.во для отделения дочерних радиоизотопов от материнского радиозотопа (патент ФРГ 1.769289 от 07.08.67, кл. В 01 D 59/30) °

Устройство включает две камеры, одна внутри другой, н фильтрующее устройство между ними.

Недостатком такого устройства является то, что дочерние радиоизотопы с коротким временем жизни (ниже нескольких секунд) отсекаются из-эа конечного времени прохождения через фильтр вместе с иэотопами, имеющими малый выход, Кроме этого требуется значительное время набора информации о всем спектре дочерних радиоизотопов, так как фильтр обладает селективностью лишь только по отношению к одному из зарядовых чисел (Z) этих радиоизотопов.

Известен телескоп, состоящий из детектора для измерения удельной ионизации ядерной частицы и детекто.— ра для измерения ее полной энергии (Carl E. Anderson et a1.. Nuc1.

Instr. and Neth., 13, 238, 1961), используемый для разделения продуктов ядерных реакций по величине их удельной иониэации (dE/dx) и полной энергии (Е). Так как нуклон, так как только при этом выполняется обязательное условие при прохождении частицы через dE/dx— детектор для того, чтобы соотношение (2) было работоспособным, а именно: (3) Z Z ° д Р Р

10 А для легких же осколков спонтанного ядерного деления известного изотопа, имеющих 0,5 — 1 Мэв/нуклон, 413 tig

Е ф ВЕ V В (4) 15 где D — const V - начальная ско-. рость осколка, а поэтому для них в формуле я1

dE CNZ

dx P (5) где С вЂ” const, стоит уже в знамена-. теле не Е, ка в формуле (1), а значение импульса легкого осколка (6) P = М"М

ЗО И следовательно мы уже не получим

"гиперболы" на плоскости многомерного анализатора, позволяющие идентифицировать зарядовые и массовые числа изотопов, так как Е-детектор в телескопе измеряет лишь только энергию осколка.

Известно устройство,состоящееиз магнитного анализатора, детектора для измерения удельной ионизации ядерной .частицы и детектора для измерения ее

4о полной энергии (А.Г.Артюх и др. Препринт

ОИЯИ, Е 7-.4857, Дубна, 1969), используежй для разделения продуктов ядерных реакций по их магнитной жесткости, по величине удельной иони4 зации этих продуктов и их-полной энергии, Такой телескоп использует с целью повышения чувствительности регистрации продуктов ядерных реакций с йомощью магнитного аналиэато>О ра, который отделяет сами продукты ядерных реакций от упруго рассеянных ионов, падающих на мишень, и сечение которых на несколько порядков превышает сечения образования этих

55 продуктов.

Недостатком такого устройства является то, что телескоп,.состояирий из dE/dx - и Š— детекторов располо896291

Чз

ДЯ MZ (rH) dx V" <" (8) rH

39%

Корректор В.Бутяга

Техред Л.Олейник

Редактор А. Титова

Тираж 65

BHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4951

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул;, Проектная,4 жен в фокальной плоскости магнитного анализатора и в результате этого требуется значительное количество времени для набора статистики, так как продукты ядерных реакций распределе.ны по всей фокальной плоскости из-за различной магнитной жесткости где r - радиус траектории частицы в магнитном анализаторе; Н вЂ” напряженность магнитного поля; P — импульс частицы.

Целью настоящего изобретения явля15 ется убыстрение набора статистики при установлении зарядовых и массовых чисел короткоживущих легких осколков

- спонтанного ядерного деления известного изотопа.

Указанная цель достигается тем, что детектор для измерения величины удельной ионизации осколков расположен перед входом в магнитный анализатор, а в фокальной плоскости анали25 затора размещен позиционно-чувствительный детектор, например, полупроводниковый координатный детектор.

На представленном чертеже изображена схема предлагаемого телескопа, где 1 — dE/dx; — детектор, 2 — магнитный анализатор; 3 — полупроводниковый координатный детектор.

После прохождения через тонкий

dE/dx — детектор осколки сортируюся 35 по их магнитной жесткости магнитным анализатором и регистрируются координатным полупроводниковым детектором, сигналы с которого при выборе соответствующего нулевого отсчета на нем будут пропорциональны значениям магнитной жесткости осколков.

И тогда на плоскости многомерного анализатора получим слова "гиперболы" принадлежащие в отдельности каждому из изотопов, так как (8) слабо зависит от скорости осколка. Например, как следует из кинематики и самого характера спонтанного деления, для двух осколков с равной массойи различными t отличие.в их скорос« тьх практически не повлияет на изотопное разрешение телескопа, А если учесть энергию осколков и пролетную базу магнита, то с помощью такого телескопа можно будет регист. рировать короткоживущие осколки с

-6 временем жизни до - 10 сек.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет надежно разделять легкие осколки по их зарядовым и массовым числам в течение одного сеанса измерений (20 —. 30 часов) в отличие от известных устройств, с помощью которых для набора такого же объема информации потребуется значительное время (. 1 год). Кроме этого предлагаемое изобретения позволяет идентифицировать часть тех осколков деления, которые не возможно идентифицировать извеcTHbMH устройствами, например, изотопы с аномальной энергией упаковки, так называемые сверхплотные ядра, существование которых предсказывает теория "tl - конденсата".