Устройство для просмотра ядерной фотоэмульсии

 

Изобретение относится к экспериментальной физике элементарньгх частиц и позволяет повысить быстродействие за счет обеспечения возможности наблюдения следов частиц ядерного взаимодействия одновременно по всей глубине. В мезооптическом объективе 3 отрицательная линза 7 выполнена в виде двух конических поверхностей с определенным радиусом окружности , на которой они стыкуются. Между фронтальной 4 и положительной 5 линзами объектива 3 размещена кольцевая шторка 6. Объектив формирует мезооп- .тическое изображение прямых следов частиц в ядерной эмульсии на фотоприемнике 8, выполненном в виде системы концентрических светочувствительных колец. Сигналы -с амплитудами, пропорциональными числу прямых следов частиц , поступают в систему 9 запис и данных. Приведены условия, из которых выбираются число светочувствительных колец и их средний радиус, коэф, линейного увеличения объектива и углы конусности поверхностей линзы 7. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 0 02 В 27/00 ".ЗН Я

1ф I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

R0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3881224/24-10 (22) 08. 04.85 (46) 15.01,87, Бюл. У 2 (71) Объединенный институт ядерных исследований (72) Л.М.Сороко (53) 535.822.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1121637, кл, 0 Ol Т 5/10, 30.10 84. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОСМОТРА ЯДЕРНОЙ ФОТОЭМУЛЬСИИ (57) Изобретение относится к экспериментальной физике элементарных частиц и позволяет повысить быстродействие за счет обеспечения возможности наблюдения следов частиц ядерного взаимодействия одновременно по всей глубине, В меэооптическом объективе 3 отрицательная линза 7 выполне„SU„, 283699 А1 на в виде двух конических поверхностей с определенным радиусом окружности, на которой они стыкуются. Между фронтальной 4 и положительной 5 линзами объектива 3 размещена кольцевая шторка 6, Объектив формирует меэооп.тическое изображение прямых следов частиц в ядерной эмульсии на фотоприемнике 8, выполненном в виде системы концентрических светочувствительных колец. Сигналы с амплитудами, пропорциональными числу прямых следов частиц, поступают в систему 9 записи данных. Приведены условия, из которых выбираются число светочувствительных колец и их средний радиус, коэф. линейного увеличения объектива и углы конусности поверхностей линзы 7, 1 ил.

С:

Ью

ЬФ

М

Cb

ЧР

ЯР

1 .12

Изобретение относится к экспериментальной физике элементарных частиц и может быть использовано при исследбвании короткоживущих элементарных частиц на пучках нейтрино от ускорителя, Целью изобретения является повышение быстродействия эа счет обеспечения возможности наблюдения следов частиц ядерного взаимодействия одно временно по всей глубине.

Сущность изобретения сводится к следующему. Ядерные события, вершина которых находится на различных глубинах слоя ядерной фотоэмульсии, развертываются статически по глубине без взаимных помех. В каждый момент времени видны события, лежащие вблизи оптической оси предлагаемого микроскопа на различной глубине, и их можно зарегистрировать одновременно.

Для того, чтобы изображение отдельного следа частицы в ядерной фотоэмульсии попало только на одну или пва кольца фотоприемника и лишь небольшая часть этого изображения попала на соседние кольца, необхоЯ 9. димо выполнить условие: В=Y D /26, °

Число колец К определяется толщиной слоя ядерной фотоэмульсии, угловой апертурой меэооптического объектива

2 г и длиной волны света: K=M, . Отсюда можно определить требуемое значение коэффициента линейного увеличения объектива: N=hd, /1 . Расстояние от объектива до фотоприемника равно

1 =Mrctpg, Кольцевая шторка служит

42 для того, чтобы точно фиксировать продольную мезооптичность отрицательной конической линзы с двумя коническими поверхностями, Для достижения симметрии относительно окружности с радиусом r/2 значения r u !

r выбирают иэ условия r +r =r»

Данное устройство имеет одновременно как.поперечную, так и продоль" ную меэооптичность. Поперечная ме.зооптичность выражается в том, что точка в области объекта превращается в кольцо в области нэображений. Продольная меэооптичность приводит к тому, что мезооптическое кольцо, сформированное поперечной мезооптичностью, превращается в конусообраз2 ный забор-юбку высотой М Ь если выполнены условия, укаэанные выше, и если конусности 8 и 3» двух конических поверхностей отрицательной

83699 2 плоскоконической линзы выбраны из условий (&, +o,)= „— — —,; Ф, -,)=

hr (г-2г, )

2(rl-Т 1г, Б

Выполнение первого условия дает требуемую поперечную мезооптичность, а

fQ выполнение второго условия дает требуемую продольную мезооптичность, причем в той части пространства,где имеется поперечная мезооптичность.

Таким образом, данное устройство

15 является дважды мезооптической системой.

На фиг,. 1 показано устройство для просмотра ядерной фотоэмульсии, на фиг. 2 - вид фотоприемника, 2р Устройство включает в себя источник 1 коллимированного пучка света, первую положительную линзу 2, мезооптический объектив 3, фронтальную линзу 4 мезооптического объектива, 25 положительную линзу 5 мезооптического объектива, кольцевую шторку 6, отрицательную коническую линзу 7 меэооптического объектива, фотоприемник 8 из системы концентрических све30 точувствительных колец К, систему 9 записи,данных.

Устройство для просмотра ядерной фотоэмульсии работает следующим образом.

35 Источник коллимированного пучка света и положительная линза формируют сходящийся пучок света, которым просвечивается слой ядерной фотоэмульсии, а система из меэооптичес40 кого объектива 3, состоящего иэ фронтальной линзы 4 и положительной линзы 5, кольцевой шторки 6 и отрицательной конической линзы 7 с двумя к1оническими поверхностями совмест45 но формируют меэооптическое изображение прямых следов частиц в ядерной фотоэмульсии. Если прямые следы частиц образуют событие и если вершина этого события находится вблизи опти5р ческой оси данного устройства, то соответствующие мезооптические изображения прямых следов частиц попадают одновременно на одно из колец фотоприемника 8. Номер кольца задает

55 Е-координатнУю вершину события. Наружное кольцо фотоприемника соответствует Z=+h/2, а внутреннее кольцо соответствует Z=-h/2. В соответствующем кольце фотоприемника возникает

40 где h гы„,—

Л

R

2r3 12836 сигнал с амплитудой, которая примерно пропорциональна числу прямых следов частиц в событии. Эти данные переносят в систему записи данных 9, Введение статической многоканаль5 ной системы развертки событий по Zкоординате дает значительное повышение, быстродействия просмотра в процессе поиска событий, Пример реализации данного устрой- Ip ства и расчет фактора его быстродействия. Задаемся исходными характеристиками объекта наблюдения, условиями наблюдений, размером мезооптического объектива и шириной одного коль- 15 ца фотоприемника. Толщина слоя ядерной фотоэмульсии равна h=0,2 мм, угловая апертура объектива ЗсА,> =I, длина волны света |1 =0,5 мкм, показатель преломления материала отрица- 20 тельной конической линзы с двумя коническими поверхностями |11,5, диа,метр поля зрения данного устройства

D=0,1 мм, наружный диаметр линзы 2

1 объектива r=16 мм, ширина одного коль-25 ца фотоприемника A=25 мкм.

Находим K=hgÄ /д =100, N=45

=400 мм. Вычисляем углы конусности для r; =3 мм. Имеем

5„++S,= — „— -, =0,315 „, 8;=h,=

2R

Я.

hr(r-2r, )

- -- — -- — --=O 001 рад, 2(n-I)r 1 а

Отсюда 3=0,158=9 3 ; о =0,157=9 0, Ширина полоски сканирования ядерной фотоэмульсии в многоканальном режиме при диаметре поля зрения D=

0,1 мм с измерением Е-"координаты

М вершины события не должна превышать 4)/Л =4 мкм. При скорости перемеW y. щения ядерной фотоэмульсии Ч =8 см/с за I с будет просканирована площадь ядерной фотоэмульсии .0,32 мм /с или 45

92 см /день.

Формула изобретения

Устройство для просмотра ядерной 50 фотоэмульсии, содержащее расположенные последовательно вдоль оптической оси источник коллимированного пучка света, первую положительную линзу, слой ядерной дютоэмульсии, мезооптический объектив, содержащий положи- ! тельную и отрицательную коническую линзы и расположенный в фокусе первой положительной линзы, и фотоприемник, о т л и ч а ю щ е е с я тек, что, с целью повышения быстродействия за счет обеспечения возможности наблюдения следов частиц ядерного взаимодействия одновременно по всей глубине, отрицательная коническая линза выполнена в виде двух конических поверхностей, при этом радиус окружности, на которой стыкуются указанные конические поверхности, равен r/2, где r — радиус отрицательной конической линзы, при этом в мезооптический объектив введена кольцевая шторка, внутренний г, и наружный r радиусы которой удовлетворяют условию r„+r =r, а фотоприемник выполнен в виде системы концентрических светочувствительных колец, при этом число светочувствительных колец К, коэффициент линейного увеличения объектива М, углы конусности о и 5 двух конических поверхностег отрицательной конусности линзы, средний радиус светочувствительных колец R выбраны из условий

Р

К=1 — М=ь — — В=М Г /84

С(,Ы dII2 2 2

Я Л

t I Ю

1 <=Mrct рс| „,, толщин а слоя ядерной фо тоэмульсии; угловая апертура объектива; длина волны света; диаметр поля зрения;

l расстояние от:объектива до фотоприемника; наружный диаметр линзы объектива; ширина одного кольца фотоприемника; показатель преломления ма- териала отрицательной конусной линзы.

1283699

Составитель И. Остагенко

Редактор N. Бандура Texpep В. Кадар Корректор С.Шекмар

Заказ 7435/44 Тираж 522 Подписное

ВНИИПИ Государственного комйтета СССР по делам изобретений и открмтий

113035, Косква, >К-35, Раушская наб,, д ° 4/5

Производственно-полиграфичес <ое предприятие „г. Ужгород, ул. Проектная, 4