Устройство для идентификации заряженных частиц

 

ОП ИСАЫИЕ

ИЗОБРЕТЕЫ ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмк

Соцмапмстмчесимк

Респубпмк ((i) t 000959

Ф ,4

{61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 1$.06,81 (21)3299286/18-25 (5) ) M. Кл.

601 Т 1/38 с присоспиненмем заявки М

Гесударствеккыв квмктат (23) ПриоритетОпубликовано 28. 02. 83. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 28. 02 .83 во явкам изобретений и вткрытий (53) УДК 621. .387(088.8) (72) Автор изобретения

А. Т. Иаргарян (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

Изобретение относится к экспериментальной физике высоких энергий, а именно к устройствам для идентификации заряженных частиц высоких энергий.

Известны устройства для идентификации заряженных частиц высоких энергий, состоящие из двух основных час-. тей - радиатора рентгеновского пе10 реходного излучения (РПИ) и детектора, в котором выделяется энергия за счет поглощения квантов PlTH и ионизационных потерь первичной частицы.

В качестве детектора используют газовые пропорциональные, дрейфовые камеры (ПДК) или их сочетания, наполненные тяжелым инертным газом (аргон, криптон, ксенон) для эффективного поглощения квантов РПИИ зо

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для идентификации заряженных частиц больших энергий, состоящее из радиатора переход2 ного излучения, газовых ПДК и регистрирующей системы.

Заряженные частицы высоких энергий в радиаторе образуют кванты РПИ и выделяют энергию в ПДК за счет поглощения квантов РПИ и ионизационных потерь.Тяжелые частицы, которые в радиаторе не образуют кванты РПИ, в ПДК выделяют энергию только за счет ионизационных потерь. Отличие величин энерговыделений в этих двух случаях позволяет идентифицировать частицы высоких энергий по массам (2).

Недостатком этого устройства является низкая эффективность регистрации квантов РПИ с энергией больше

15 кэВ, что ограничивает диапазон энергии применения этих устройств.

Цель изобретения - увеличение диапазона энергии и улучшение чувствительности к массам частиц.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для идентификации заряженных частиц больших энер1000959

10 гий, состоящем из радиатора переходного излучения и регистрирующей системы, эа радиатором переходного излучения установлен конвертер, выполненныи в виде нескольких слоев вещества, число слоев и, материал и толщина каждого слоя 1 выбраны иэ следующих .условий: ехр(-о,р- (Г/х) )--1; юл =1, где Х и P — параметры, зависящие от вещества конвертера и энергии фотоэлектронов;

Π— сечение фотопоглощения квантов

РПИ в конвертере.

В таком случае кванты РПИ эффективно поглощаются в конвертере, а образованные в конвертере фотоэлектроны эффективно выходят из него. Для конвер1>6 20 тера из золота Р = 1,25, Х = 16E, где Е- энергия фотоэлектронов, Регистрирующие детекторы для фотоэлектронов (газовые ПДК, искровые камеры (ИК), полупроводниковые детекторы (ППД) и т.д.). установлены за и перед слоями конвертера.

В. спучае идентифийации заряженных частиц в пучках вместо многослойного . конвертера установлен однослойный конвертер толщиной (под углом 9 =1/и к первичному пучку. S этом случае регистрирующие устройства для фотоэлектронов (ППД, микроканальные пластины, сцинтилляционные счетчики) расположены с обеих сторон конвертера такимобразом, что первичный пучок не проходит" через них.

Заряженная частица, проходя чере,з радиатор 1, образует кванты РПИ. Часть этих квантов выходит из радиаторов и в конвертере 3 образует фотоэлектроны. Часть этих фотоэлектронов выходит из конвертера, регистрируется в пропорциональных- или искровых камерах и выделяет там энергию 7 КэВ, тогда как заряженная частица за счет только ионизации выделяет там энергию всего0,.5 КэВ. Большая разница между этими значениями энерговыделений позволяет четко разделить случаи с образованием квантов РПИ и без него и тем самым увеличивает чувствительность к массам заряженных частиц, Так, пион и протон с энергиями

500 КэВ в таком устройстве регистрируются с эффективностями 95 и 51 соответственно.

Использование предлагаемого устрой. ства по сравнению с известными на порядок увеличивает диапазон энергии применения детекторов РПИ, а также открывает воэможность создания чувствительных и дешевых детекторов РПИ больших размеров за счет использования искровых камер, наполненных гелием.

Предлагаемое устройство может найти применение также для регистрации малоинтенсивных потоков жесткого рентгеновского излучения.

Формула изобретения

На фиг. 1 приведена схема устройства, состоящего из радиатора РПИ и мно- 0 гослойного конвертера; на фиг, 2 — схема устройства в случае, когда конвертер из одного слоя установлен под углом к первичному пучку.

Устройство состоит из радиатора 1- 45

РПИ, который представляет собой слоистую среду, состоящую из 1000 слоев майлара 2, каждый толщиной 25 мкм, рас,стояние между слоями 7,5- 10 см, конвертера 3, состоящего из 20 слоев золо- 50 та, каждый толщиной 2000 Д, регистрирующей системы 4, которая представляет собой газовые пропорциональные камеры (ПК), либо искровые камеры толщиной слоя 1 см, наполненные гелием, 55 либо ППД и т.д.

Устройство работает следующим образом.

Устройство для идентификации заряженных частиц больших энергий, состоящее из радиатора переходного излучения и регистрирующей системы, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью увеличения диапазона энергий, а также улучшения чувствительности к массам частиц, за радиатором переходного излучения установлен конвертер, выполненный в виде нескольких слоев вещества, число слоев и, материал и толщина каждого слоя 1 выбраны из следующих условий дахр(-ор. (Р(х)р) 1; nFI. =4, где Х и P параметры, зависящие от вещества конвертера и энергии фотоэлектронов;

0 - сечение фотопоглощения квантов рентгеновского переходного излучения в конвертере, 1000959 (pub. 1

g)ua . 2

Составитель Б. Рахманов

Техред М.Тепер Корректор И. Шулпа

Редактор A. Лежнина

Заказ 1380/49 Тираж 708

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Юань Л.С.Л. Обзор экспериментальных работ. Труды международного симпозиума по переходному излучению частиц высоких энергий. Ереван, 1977, с. 81.

2. Мюллер Д., Черри М.Л. Спектр и энергетическая зависимость рентгеновского переходного излучения. Труды международного симпозиума по пе-. реходному излучению частиц высоких энергий. Ереван, 1977, с. 137 (прототип).