Способ идентификации заряженных частиц

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ ьоез Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 05.1Х.1967 (№ 1182178 26-25) с присоединением заявки №

Приоритет—

Опубликовано 30.1Х.1969. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 26.11.1970

Кл. 21g, 18/01

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

МПК G 011

УДК 539.1.074.23 (088.8) Авторы изобретения

В. Н. Андреев и В. Г, Недопекин

Заявитель

СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

Известные способы индентификации заряженных частиц заключаются в одновременном определении с помощью последовательно расположенных ионизационных детекторов следующих параметров заряженных частиц: с/Е удельной ионизации — энергии j и времени

dx пролета частицы от мишени, в которой она образуется, до первого детектора. Измерение времени пролета частицы позволяет определить ее скорость.

При осуществлении такого способа необходимо знать момент вылета частицы из мишени. Этот момент может задаваться определенной фазой высокочастотного ускоряющего напряжения циклотрона, который поставляет бомбардирующие частицы на мишень в виде коротких двухнаносекундных импульсов.

При таком способе плохо различаются по ьремени пролета частицы с одинаковым массовым числом, например гелий-3 и третий, так как они при одинаковой кинетической энергии имеют почти одинаковые скорости.

Предлагаемый способ позволяет различать попадание в детектор одной или нескольких

25 частиц, измерять такие сложные события в ядерных реакциях, как испускание двух частиц в одном направлении или непускание частиц, распадающихся налету, а также более надежно идентифицировать заряженные 30

Ф частицы в условиях сильного фон;, сод",нного посторонним излучением.

Кроме того, идентнфпкаци1о заряженных частиц по предлагаемому способу мохкно проводить без сведений о времени вылета регпсгрпруЕМОй ЧаетИцЫ И O раССтояЧШП, КОтпрсс О;1а пролетела до момента попадания в детектор.

Поэтому при регистрации частиц по предлагаемому способу нет необходимости использовать импульсные источники частиц, источником может быть радиоактивный препарат или мишень, облучаемая непрерывно, нейтронамп из ядерного реактора.

Предлагаемый способ идентификации заряженllûx частиц, заключающийся в определении удельной ионизации и энергии частппы с помощью пропорциональных счетчиков, отличается от известных тем, что для повышен!!я надежности идентификации определяют величину пробега заряженной частицы путем измерения времени дрейфа одной из иоппзационных компонент, которая образована заряженной часгицей в конце ее пути.

Такой способ дает возможность хорошо различать заряженные частицы по времени дрейфа ионизационных 1 .Омпонент, так 1,ак 11pII одинаковой энергии очп имеют различные пробеги.

На чертеже изображена схема устройства, предназначенного для осуц!ествлен!1я предла253248

Предмет изобретения () г = — (1 — й), 1

Р I

Состаьитель T. М. Горчакова

Редактор Т. В. Данилова Техред, Т. П. Курилко Корректор Г. ((. Шильмаи

Заказ ВЬ45 — -"9/5 Тираж 480 Подписное

ЦИИИПИ Комитета по делам изобретений и откр)!тий при Созсте Миннсгров СССР .)1осква, Центр, Р((ушскаи наб., д. 4/5

П,Т У10 С(.(".P гаемого способа, осповаш.orî на одновременl(î»! измерении трех параметров зяряжепной частицы: удельной ионизяции, энергии Е и пробега R.

Устройство представляет собой располо кенkIbIe, (P) à За Д1)УГОм ко.(л)!матОР /, 311PslkKel(llhlx и Я с l и ц т () ! к 11 Й Г 11 3 () в ь1 Й i l P () и 0 13 ц !(О(! 11, 1 !т(! ь! 1 (С Ч С Г I l l l 2 l l l l() I (113 11 II I f О! 11! у 1() K a )l (p",) С (. С 1 1 ОЙ -J. (Ясг(!Ць(, мl(11УЯ ко;1,1!1)(<гго!) 1, 1!РОхоцит lср 3 пропорционалы!ый счетчик 2 )((гетин шлпваются в ионизацпонпой камере 3. Лмплитуда импульса в счетчике 2 пропорциональна удельdE ной ионизации частицы : . Эта амплитуда (/х импульса измеряется амплитудным анализатором. Электроны, образовавшиеся в ионизационной камере 3, 110@, действием электрического поля движутся в собирающему электроду 5, экранированному сеткой 4. Импульс на собирающем электроде 5 начинается в тот момент, когда электроны от конца трека пройkQ T cIi8o3b ceTK) . По Окончя((ии дрейфя электронов импульс а собираю(цем электроде 5 измеряется вторым амплитудным анализатором. Этот импульс пропорционален энергии, выделенной частицей в камере 8. Если электрическое поле в камере 3 однородное, то время мегкду началом импульса в счетчике 2 и началом импульса на собира(ощем электроде 5 (х(ини:)(яльное время дрейфа) определяется формулой где V — скорость дрейфа электронов в газе;

L — расстояние от счетчика 2 до сетки 4, R— пробег частицы в камере 8. Это время измеряется временным анализатором. Измерение - позволяет определить про(гег частицы /х.

Рассмотрим случай, когда в детектор попали одновременно две ((-частицы — одна длинпспробежная с(1, другая короткопробе>кная ав.

Если ограничиться вначале (в соответствии с известным способом измерений) рассмотрением полученных величин импульсов Ез в каме5 dE рс 3 и — — в счетчике 2, то при данном значе((х

Н:;

l l ill! /: (x т(к! я )1(()" 31(я 1с! !!(. вел llчпнь(— О 1

dx

dE (/.; дв х (.((1!О7111(, близко к в(л(; ill!1(— от иона

dE лития. Поэтому на основе Ез и: это событие

dx будет неправильно идентифицировано, как прохо>кдение через детектор иона лития.

Если учесть теперь время дрейфа М, то совместное рассмотрение величин Ез и И указыг.aeT, что в камере 3 остановилась а(-частица, так как значения Е> и - / пе зависят от короткопробежной а2-частицы. Совместное рассмо20 и= трение величин /.з: и - / по предлагаемому

dx способу позволяет правильно Ilдентифпцировать ссбыт((я, определять по пробегу энергию и-частицы и вычислять энергию а(-частицы.

Aklaëoã(!÷ío можно расшифровать событие в том случае, когда частица о(е вошла в камеру 3, но ее прсоег меньше прооега nt-частицы.

ПреДЛЯГЯемый спосоо )(Ожет Оыть исполь зован для исследований ядерных реакций, идущих с малой интенсивностью.

Способ идентификации заряженных частиц, заключающийся в определении удельной попизации и энергии частицы, с помощью пропорпиональных счетчиков, отяачитщийся тем, что, с целью повышения надежности идентификации, определяют велич((ну пробега заряжеи((ОЙ L(acTHllbr (ГУ Te:(I I(3 ((ePel(ltkr BPex(eHII дрейфа одной из ионизациош(ых компонент, которая обра3Ована заряженной частицей в конце ее пути.