Способ пространственной ориентации детектора заряженных частиц на выходе электромагнитного спектрометра

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ . РЕСПУБЛИК (Ю4 G 01 Т 1/17

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А ВТОРСИОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

cfE o/

05

700

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3769651/24-25 (22) 09.07.84 (46) 07.07.86. Бюл. Ф 25 (72) В.М.Деняк, Н.Г.Шевченко и В.Н.Полищук (53) 539.1.05(088 ° 8) (56) Афанасьев Н.Г. Рассеяние электронов высоких энергий на легких и тяжелых ядрах. Дис. док. физ.-мат. наук, Харьков, 1967.

Афанасьев Н.Г., и др. Регистрация спектра частиц с импульсами до

400 МэВ/с магнитным спектрометром.ЖТФ, т. 37, вып. 9, 1967, с. 16711676. (54)(57) СПОСОБ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРИЕНТАЦИИ ДЕТЕКТОРА ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

НА ВЫХОДЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО СПЕКТРО- SU„„1242868 А1

МЕТРА, включающий измерение его магнитного поля, отличающийся тем, что, с целью обеспечения максимального разрешения по всей рабочей области энергий заряженных частиц, Г измеряют координаты положения детектора заряженных частиц на выходе спектрометра, нормируют числовое значение координат детектора заряженных частиц по коэффициенту пропорциональности И

-получаемому из экспериментальной нормировочной зависимости значений координат фокальной плоскости наилучшей фокусировки от величины магнитного йоля, сравнивают полученные величины координат и магнитного поля, корректируют значение координат детектора на выходе спектрометра до достижения, сигналом сравнения нулевого значения.

1 12428

Изобретение относится к области экспериментальной физики, а именно к способам ориентации и установки де4 текторов заряженных частиц на выходе магнитных спектрометров. 5

Целью изобретения является обеспечение максимального энергетического разрешения во всей рабочей области энергий заряженных частиц.

На фиг. 1 представлена зависимость разрешения d Е/Е спектрометра СП-95 от положения детектора относительно выходного фланца для двух энергий ре гистрируемых частиц; на фиг.2 — зави симость значения координат Х фокаль- 1г ной плоскости наилучшей фокусировки

СП-95 от величины магнитного поля Н спектрометра, на фиг.З вЂ” блок-схема устройства для осуществления способа, При осуществлении способа последо" 2О вательно измеряют величины магнитного поля спектрометра и координаты поло жения детектора заряженных частиц на выходе спектрометра, расстояние от края спектрометра и угол поворота де- 2 тектора бтносительно центральной траектории регистрируемых частиц, нормируют числовое значение координат детектора заряженных частиц по коэффициенту пропорциональности К, получен- ному из экспериментальной нормировочной зависимости значений координат фокальной плоскости наилучшейфокусировки от величины магнитного поля, затем сравнивают полученные величины коорЗьГ динат и магнитного поля и корректируют значение координат детектора на выходе спектрометра до достижения сигналом сравнения нулевого значения.

Фокусировка заряженных частиц магнитным спектрометром достигаегся за счет формирования определенным образом краевых градиентов магнитных полей на его входе и выходе. Положение плоскости наилучшей фокусировки (уда-, ление ее" от выхода спектрометра, угол наклона к центральной траектории) определяется коэффициентами радиального распределения магнитного поля первого и второго порядка.

Положение плоскости наилучшей фокусировки остается постоянным при условии постоянства распределения градиентов магнитных полей на входе и . выходе магнитного спектрометра. Одна ко в реальных спектрометрах в связи с неоднородностью магнитных свойств металла и явлением магнитного насьпце ния распределение градиентов магнит68 2 ных полей на входе и выходе изменяется с изменением величины магнитного поля в зазоре спектрометра. Это приводит к тому, что расположение плоскости наилучшей фокусировки зависит от. величины магнитного поля в зазоре спектрометра (фнг.1), Из зависимости значений координат

Q фокальной плоскости наилучшей фокусировки от величины магнитного поля (фиг.2) можно получить значение коэффициента нормировки К = Х,/Н. Если теперь измерить текущее значение координат детектора Х и величины магнитного поля, которое задается в зависимости от энергии регистрируемых частиц, затем отнормировать Х по коэффициенту К, Х = х/к, сравнить полученные величины Х и Н, провести корректировку значений координат детектора по сигналу рассогласования (например, Х-Н), то детектор будет находиться в плоскости наилучшей фокусировки при любом значении магнитного поля спектрометра, чем и обеспечивается максимальное разрешение в каждой точке энергетического диапазона спектрометра.

Блок-схема устройства, осуществляющего предлагаемый способ (фиг.3), содержит измеритель 1 магнитного поля спектрометра, детектор 2 заряженных частиц, измеритель 3 положения детектора на выходе спектрометра, узел 4 нормировки числовых значений координат де гектора, схему 5 сравнения, узел 6 перемещения детектора, причем вход узла 4 нормировки соединен с выходом измерителя положения детектора, а его выход вместе с выходом измери5 теля 1 магнитного поля соединены со входами схемы 5 сравнения, выход которой соединен со входом узла 6 перемещения детектора. Сравниваемые величины магнитного поля и координат детектора могут быть представлены в цифровой или аналоговой форме. При этом узел нормировки по К может быть либо делителем кода, либо делителем напряжения.

Узел перемещения детектора представляет собой сканирующее устройство, зафиксированное относительно спектрометра, на подвижной части которого устранонлен детектор.

Устройство работате следующим образом.

Ар Ю

100

Составитель М.Данилов

Техред N.Xîäàíè÷ . Корректор А.Тяско

Редактор Н.Егорова

Заказ 3700/44 Тираж 728 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 12428

Предварительно устанавливают на= чальное значение магнитного поля спектрометра. Измеряют начальное значение

Н магнитного поля и координат детектора Х на выходе спектрометра. Затем числовые значения координат детектора после нормировки по К и числовое значение магнитного поля поступают на схему 5 сравнения. В случае неравенства поступивших на схему сравнения величин на ее выходе имеет место сиг- нал неравенства, который поступает на узел 6 перемещения детектора. Узел перемещения осуществляет регулировку положения детектора до выполнения условий Н/K = 34@, после чего регулировка прекращается. Здесь Х вЂ” регулируемый параметр — расстояние от края спектрометра до детектора или угол наклона детектора к нулевой траектории частиц.2О

При следующем изменении магнитного поля снова возникает сигнал рассогласования и цикл установки нового положения детектора повторяется.

В качестве известного устройства использован лабораторный образец устройства для управления положением многоканального сцинтилляционного детектора на выходе электромагнитного спектрометра СП-95, в качестве измерителя магнитного поля — ядерный магнитометр.

Измерение положения детектора осуществляется с помощью проградуированного потенциометрического датчика. Схема сравнения осуществляет сравнения указанных величин в аналоговой форме.

Для этого код, поступающий иэ частотомера ядерного.магнитометра, преобразуется в аналоговую величину и поступает на схему сравнения. Устройство осуществляет автоматическую установку детектора с точностью ф2 мм, что полностью удовлетворяет требованиям физического эксперимента. Узел перемещения детектора представляет собой винтовую пару с направляющими и электромеханическим приводом, обеспечивающую возвратно-поступательное перемещение сцинтилляторов с ФЭУ в корпусе детектора. Корпус детектора жестко присоединен к выходному фланцу спектрометра. Электромеханический привод включается посредством электронных ключей, управляемых сигналом неравенства.