Световая камера

 

СВЕТОВАЯ КАМЕРА, содержаща заполненный газом конденсатор, блок высоковольтного питания и блок оптической регист1Ьации, отличающаяся тем, что, с целью повышения быстродействия, в конденсатор введен электронный затвор, разделя .ющий весь объем конденсатора на объем регистрации и объем визуализации, а часть конденсатора, ограничивающая объем визуализации, выполнена в виде резонатора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„970983 А

3(51) G. 01 Т 5 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ на

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3257705/18-25 (22) 06.03.81 (46) 23.04,83. Бюл..9 15 (72) С.Н ° Анисимов и A.È. Болоздыня (53) 539. 1 ° 072. 073 (088. 8) (56) 1. Стриммерные и искровые камеры. Физика микромира Советская энциклопедия, М., 1980, с. 152.

2. Camera di luce Ilnuovo Cimeuto VXXV, 9 6, 1962, р. 1282 (прототип). (54)(57) СВЕТОВАЯ КАМЕРА, содержащая заполненный газом конденсатор, блок высоковольтного питания и блок оптической регистрации, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в конденсатор введен электронный затвор, разделяющий весь объем конденсатора на объем регистрации и объем визуализации, а часть конденсатора, ограничивающая объем визуализации, выполнена в виде резонатора.

970983

Изобретение относится к экспериментальной физике, а более конкретно к газонаполненным детекторам излучения, регистрирующим изображение следов ионизирующих частиц и предназначенным для использования в ядерной физике, ядерной медицине и других прикладных областях экспериментальной

Физики.

Известны газонаполненные детекторы ионизирующих излучений такие, как 10 стримерные и искровые камеры (11.

Стримерные и искровые камеры содержат два электрода, источник высоковольтного импульсного питания и фоторегистратор. Один из электродов )5 обычно заземлен, а на другой подается высоковольтный импульс, под действием которого происходит визуализация электронного изображения следа ионизирующей частицы, прошедшей между электродами камеры. Использование стримерного или искрового метода визуализации электронного изображения ограничивает быстродействие детектора временем, необходимым для зарядки высоковольтной системы импульсного

1 питания.

Ближайшим техническим решением является световая камера, содержащая заполненный конденсатор, блок высоковольтного питания и блок оптической регистрации (2 ).

Световая камера работает следующим образом. При прохождении ионизирующей частицы через объем камеры в благородном газе возникает сцин- 35 тилляционная вспышка, которая запускает схему высоковольтного импульсного питания, и на конденсатор подается высоковольтный импульс, возбуждающий в колебательном контуре 40 затухающие высоковольтные колебания.

Под действием осциллирующего электрического поля в объеме камеры электзоны ионизации и вторичные электроны Гаунсендовского усиления возбуж- 45 дают атомы и молекулы благородного газа. Высво;ивание возбужденных состояний 1 олекул и атомов создает люмине ;ентное световое иэображение следа ионизирующей частицы в объеме каме ы. Световое изображение регистрируется Фотоаппаратом.

Недостатком известной световой камерь является импульсное высоковоль .,ое питание камеры, которое ограни-1ивает ее быстродействие времене накопления заряда высоковольтным ген ратором.

Целью предлагаемого изобретения лзляется повышение быстродействия световой камеры. 60

Поставленная цель достигается тем, что в световой камере, содержащей заполненный газом конденсатор, блок высоковольтного питания и. блок оптической регистрации, в конденсатор введен электрический затвор, разделяющий весь объем конденсатора на объем регистрации и объем визуализации, а часть .конденсатора, ограничивающая объем визуализации, выполнена в виде резонатора.

На чертеже показана предлагаемая камера.

Она состоит из объема визуализации, выполненного в виде резонатора

1 с прозрачной верхней стенкой 2, и объема регистрации 3, которые разделены между собой электронным затвором 4. Электронный затвор 4 выполнен в виде двух наборов чередующихся между собой тонких проволочек, изолированных друг от друга. B нижней части объема регистрации 3 на изоляторах 5 установлен высоковольтный электрод б. Над резонатором 1 расположен блок оптической регистрации 7, например, фотоаппарат. Вокруг камеры установлены внешние счетчики 8.

Световая камера работает следую-. щим образом.

Цилиндрический резонатор с радиусом R= 1 м, являющийся объемом визуализации световой камеры, имеет резонансную частоту, определяемую по формуле о, э=2,405 С/Р, где С скорость света, R — радиус резонато" ра, равную 720 МГц, что соответствует периоду осцилляций около 9 нс.

При этом для возбуждения свечения электронного изображения трека ионизирующей частицы амплитуда осциллирующего в резонаторе поля должна лежать в пределах 5-30 кВ/см.

Для обеспечения дрейфа электронного иэображения из объема регистрации в объем визуализации на высоковольтный электрод 6 подается постоянное напряжение, обеспечивающее постоянное дрейфовое поле в объеме каме ры напряженностью около 1 кВ/см.

Ионизирующее излучение проходит через счетчики 8 предварительного отбора интересующих экспериментатора событий и через объем регистрации камеры. Образовавшиеся на следе иониэирующей частицы электроны под действием постоянного электрического поля, приложенного к высоковольтному электроду б, дрейфуют через объем регистрации 3 в резонатор объема визуализации.

В случае, если данная частица или событие представляет интерес, то управляющий импульс отпирает электронный затвор 4 на время дрейфа электронного изображения из объема регистрации 3 в объем визуализации 1, и электронное иэображение ионизирующей частицы проходит в объеме визуализации 1, где и визуализируется. При диаметре проволочек

0,05 мм с шагом между ними 0,5 мм

ЛОЭЕ3

Составитель С. Прстов

Редактор Е. Зубиетова ТехредМ.Надь КорректорС. Шекмар

Зак аз 6755/5 Тираж 708 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, РаУшскаЯ наб., Д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 обеспечивается прозрачность для электронов в газе при открытом затворе не хуже 80Ъ. При дрейфовом поле

1 кВ/см и шаге между проволочками

0,5 мм для полной экранировки достаточно создать между соседними проволочками разность потенциалов 50 В.

Быстродействие предлагаемой световой камеры практически ограничено только возможной частотой срабатывания электронного затвора 4 и временем дрейфа электронного изображения из объема регистрации 3 в объем визуализации 1. Электронный затвор 4 управляется низковольтным импульсом, длительность которого при использовании современной импульсной техники может быть не более десятка пикосекунд, что соответствует частоте срабатывання затвора порядка 10 Э Гц.

Время дрейфа электронного изображения из объема регистрации 3 в объем визуализации 1 определяется скоростью дрейфа электронов и расстоянием, на которое это изображение перемещается. Например, при высоте конденсатора Н= 10 см, использовании в качестве рабочей среды инертного благородного газа аргона и при дрей о фовом поле, равеава 1, Π— --мр- вреЧОрв,5

cm. мм мя дрейфа электронного изображения в конденсаторе составит 20 р5. Таким образом, предлагаемая световая камера может зарегистрировать до 10 событий за секунду при работе на пучке ускорителя, что на несколько порядков превышает быстродействие камер с импульсным высоковольтным . питанием.