Сцинтилляционный годоскоп

 

СЦИНТИЛПЯЦИОННЫЙ ГОДОСКОП, содержащий С, сцинтшшяторов, k световодов и k ФЭУ, причем сцинтилляторы разделены на k-1 групп, из которых в i-и группе содержится 1( - сцинтилляторов, где i 1,2,..., k-1, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, в него дополнительно введены k смесителей , т-й сцинтиллятор, в i -и группе соединен со входами i -го и (l+m)-ro смесителей, выходы которых через соответствующие им световоды соединены с -м и (т+О-м ФЭУ, причем m изменяется от 1 до k--i. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) 506 А ао4 С 01 Т 5/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3522143/18-25 (22) 15. 12.82 (46) 23.12,85, Бюл. № 47 (71) Объединенный институт ядерных исследований (72) Н.M.Íèêèòâê (53) 621.387,464 (088.8) (56) 1. Патент США № 3777161, кл. 250-361 опублик. 1973.

2. Pellet D,Е. А. Gray code

Hodeseope Nuclear Instruments and

1974, Methods, 115, р.135.

3 ° Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 3277021/18-25, кл. G 01 Т 1/20, 1981, 4. Бугорский А.П. и др. Сцинтчлляционный годоскоп со световой кодировкой. — "Приборы и техника эксперимента", 1971, № 2 с.89. (54) (5 7) СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫЙ ГОДОСКОП, 2 содержащий С сцинтилляторов " световодов и ФЭУ, причем.сцинтилляторы разделены íà k-1 групп, из которых в 1 -й группе содержится

k — сцинтилляторов, где 1 =1,2,..., k-1, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, в него дополнительно введены k смесителей, in-й сцинтиллятор, в 1 -й группе соединен со входами j -ro и (1+tr9-го смесителей, выходы которых через соответствующие им световоды соединены с„ -м и (m+ i)-м

ФЭУ, причем ъ изменяется от 1 до

k-1.

108850

15

25

35

45

55

Изобретение относится к координатным детекторам заряженных частиц и может быть использовано в физических лабораториях, занимающихся экспериментальными исследованиями, Известен сцинтилляцибнный годоскоп, содержащий сцинтилляторов и 0 ФЭУ, где каждому сцинтиллятору соответствует один ФЭУ. Недостатком такого годоскопа является большое количество ФЭУ и соответственно большое количество каналов считывания, необходимых при и:у".ении одночастичных событий или оди11очных ливней (кластеров).

Известен сцинтилляционный годоскоп, содержащий 2П-1 сцинтилляторов, группу световодов и и ФЭУ, входы которых с помощью световодов соединены со сцинтилляторами в соответствии с кодированием двоичным кодом f1) . Недостатком такого годоскопа является невысокая точность регистрации координаты заряженной частицы, когда она проходит на стыке сцинтилляторов под углом к плоскости, а при регистрации кластеров информация о координате вообще искажается.

Известен сцинтилляционный годоскоп, содержащий 2 -1 сцинтилляторов и h ФЭУ, входы которых соединены со сцинтилляторами с помощью световодов в соответствии с кодированием по коду Грея (2,3) . B таком годоскопе допустима регистрация двойных кластеров, за исключением некоторых позиций. Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому изобретению является сцинтилляционный годоскоп, содержащий С„ сцинтилляторов, k свеl товодов и k ФЭУ, причем сцинтилляторы разделены на k --1 групп, из которых в 1 -й группе содержится

1- сцинтилляторов, где 1 =1,2...,, -1. Каждый ФЭУ соединен с четырьмя сцинтилляторами. В первой группе каждый ФЭУ, начиная с первого, с помощью световодов соединен с одноименными сцинтилляторами первой и второй групп, а во второй группе

ФЭУ, начиная с первого, также с помощью световодов соединен соответственно с нечетными и четными сцинтилляторами первой и второй групп (4) . В известном годоскопе

2 содержится 2" сцинтилляторов, разделенных на 2 группы,, q — ФЭУ также разделенных на две группы, и световоды.

Недостатком этого годоскопа является то, что требуется большое количество ФЭУ, что усложняет конструкцию.

Целью изобретения является упрощение конструкции при сохранении прочих параметров, т,е, возможности регистрации кластеров.

Поставленная цель достигается тем, что в сцинтилляционный годог скоп, содержащий C„ сцинтилляторов, световодов и М ФЭУ, причем, сцинтилляторы разделены на k-1 групп, иэ которых в 1-й группе содержится k — - i сцинтилляторов, где — 1 » ..., k -1, введены дополнительно смесителей, аrn -й сцинтиллятор в 1 -й группе соединен с

I входами 1-ro u i +м-го смесителей, выходы которых через соответствующие им световоды соединены с 1 -м и ((ad+i)-м ФЭУ, причем m изменяется от 1 до k --i.

На чертеже дана структурная схема предлагаемого годоскопа, для г случая, когда п =С6= 15. Все сцинтилляторы разделены на 5 групп:

1-1 1 2 1=3 1 4ý 1 5 ° 2 1 2е

2-3, 2-4; 3-1, 3-2, 3-3; 4-1, 4-2, и 5-1. Здесь приняты следующие обозначения: ФЭУ 1-6, смесители

7-12; световоды 13-18.

Сцинтилляционный годоскоп рабо тает следующим образом.

Допустим, что заряженная частица прошла через сцинтиллятор 1-1.

Тогда световой сигнал через смесители 7 и 8 и соответственно через световоды 13 и 14 поступит на входы ФЭУ 1 и 2, На остальные ФЭУ сигналы не поступят. В результате .на выходах ФЭУ сформируются сигналы, соответствующие коду 110000. На выходах ФЭУ 1-6 будут формироваться различные коды при прохождении одной частицы через какой-либо другой сцинтиллятор.

Допустим, что две частицы прошли сквозь сцинтилляторы 1-1 и 1-2 соответственно. Тогда на выходах

ФЭУ 1-6 сформируются сигналы, соответствующие коду 111000. При прохождении двух частиц сквозь другие соседние сцинтилляторы получаются

5 группа

4 группа

3 группа

2 группа

1 группа

ФЭУ

ФЭУ

ФЭУ щ ФЭУ

ФЭУ

1 и 3 1 Зи4 1

4и5

1 5и6

1и2 1

1иЗ 2

1и4 3

1и5 4

2 Зи5 2

2и6

2 и 4

2и5 3 Зиб

2и6

1и6 коды, по которым можно однозначно определить координату двойного кластера. При и =15 можно однозначно детектировать координаты тройных кластеров, также как и в прототипе. Однако в предлагаемом сцинтилляционном годоскопе требуется

6 ФЭУ, а в прототипе 8. Более того, при и =36 число ФЭУ в предлагаемом сцинтилляционном гбдоскопе составляет 9, а в прототипе 18 и т.д.

Таким образом, в предлагаемом сцинтилляционном годоскопе зкономия количества ФЭУ достигнута за счет введения таких пассивных элементов, как смесители, и за счет рациональной расстановки связей между ФЭУ, сцинтилляторами, световодами и смесителями. Назначение смесителей в функиональном отношении состоит в том, чтобы объединять сигналы, поступающие от сцин. тилляторов. Использование смесителей позволяет также существенно . упростить конструкцию годоскопа, поскольку связь одного ФЭУ имеет место не с несколькими сцинтилля-.

1088506 4 торами, а с одним выходом смесителя, что позволяет испольэовать ФЭУ с небольшим диаметром и при больших п, Связи сцинтилляторов с ФЭУ в каждой группе можно показать с помощью таблицы для = 6 и соответственноtl =С„= 15.

= г=

Таким образом, при k = 6 и

1О я = 15 число групп k-1 равно 5.

Число сцинтйлляторов s каждой группе различно и меняется от К -1 до 1. Сигнал от каждого сцинтиллятора поступает на два ФЭУ. Нумера1 ция сцинтилляторов в каждой группе начинается от единицы, Реализация предлагаемого сцинтилляционного годоскопа позволяет сэкономить количество ФЭУ до 10 по сравнению с базовым, в котором по 45 сцинтилляторов и ФЭУ. В современных спектрометрах физики высоких энергий количество сцинтилляторов может составлять

1000 и более. При этом экономится не только ФЭУ, но и потребляемая мощность, соединительные кабели и прочее.

1088506

Техред М.Гергель

Корректор И Чрдейи

Редактор С.Титова

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

Заказ 8136/3, Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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