Патент ссср 335635

 

О П И С А Н И Е 335635

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 26 1.1970 (№ 1390881/26-25) с присбе инением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 11.1Ч.1972. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 16.V.1972

M. Кл. G 011 1/36

G 011 3/00

Комитет по делам иэооретеиий и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 532,1.074.8(088.8) С г

Авторы изобретения

И. Н. Капустин и В. А. Радкевич

Заявитель

Полярный геофизический институт ордена Ленина Кольского филиала им. С. М. Кирова АН СССР

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРАТНОСТЕЙ НЕЙТРОННОЙ

КОМПОНЕНТЫ КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ

Определение кратностей нейтронной компоненты космических лучей производится для разделения регистрируемого потока нейтронов по энергиям.

Известный способ определения кратностей нейтронной компоненты космических лучей состоит в подсчете нейтронов в «звезде», образованной первичными нейтронами в мишени, с помощью нейтронных датчиков в течение времени сбора, отсчет которого начинают с момента регистрации первого нейтрона

«звезды».

Известный способ определения кратностей основан на том, что попадающая в нейтронный монитор космическая частица генерирует некоторое число вторичных частиц, которое называется «звездой», и зависит (кратно) от энергии первичной частицы. Число вторичных частиц в «звезде» регистрируется счетчиками.

Чем больше энергия пришедшей космической частицы, тем больше кратность зарегистрированной «звезды», Количество зарегистрированных частиц в «звезде» подсчитывается в течение определенного времени Т, (времени сбора), которое выбирается обычно несколько большим времени жизни «звезды» (времени диффузии ее в датчике нейтронного монитора). Отсчет времени сбора Т, начинают от первой зарегистрированной частицы «звезды».

Информацию о сосчитанной кратности в виде добавляемой единицы направляют в канал регистрации, соответствующий кратности

«звезды».

Недостатком известного способа регистра5 ции кратностей нейтронной компоненты космических лучей является влияние на результаты измерений эффекта совпадений. Эффект совг1адений состоит в том, что из-за случайности прихода космической частицы имеется

10 некоторая вероятность попадания в одно время сбора Т, сразу нескольких «звезд» кратностей х, у, z, При этом зарегистрированная кратность оказывается большей, чем кратность «звезды», открывшей время сбора.

15 Так как случаев образования истинных

«звезд» больших кратностей значительно меньше, чем «звезд» малых кратностей (интенсивность потока космических лучей падает примерно в 3 раза при увеличении кратности

20 на единицу), то влияние эффекта «совпадений» приводит к большим искажениям получаемой информации и, следовательно, к значительным ошибкам при интерпретации полученных данных.

25 Предлагаемый способ определения кратностей нейтронной компоненты космических лучей отличается от известного тем, что, с целью повышения точности, вводят поправку на эффект совпадений регистрируемых «звезд», 30 для чего производят регистрацию нейтронов

335635

«звезды» последовательно в контрольные интервалы времени, следующие за первым интервалом времени сбора, отсчет которого начинают с момента регистрации первого нейтрона «звезды», через время задержки и дополнительные интервалы времени сбора. Каждый интервал дополнительного времени следует непосредственно за интервалом контрольного времени, причем количество интервалов дополнительного времени сбора выбирают равным порядку учитываемых совпадений.

Величину интервала BpeivFeHH задержки задают больше времени жизни «звезды», величину интервала контрольного времени— больше максимального интервала времени между моментами регистрации нейтронов

«звезды», а величину каждого интервала дополнительного времени сбора — равной величине первого времени сбора. Подсчитывают количес во---нейтронов, зарегистрированных в течение первого и дополнительных интервалов времени сбора до того интервала времени сбора, когда в каждом из предыдущих интервалов времени сбора зарегистрирован хотя бы один нейтрон. Регистрацию «звезды», полученной таким образом, производят со знаком «пл :c», если последнее время сбора, в течение которого производилась регистрация, нечетное, и со знаком «минус», если оно четное, при этом регистрацгпо «звезды» производят только в том случае, если ни в одном из интервалов контрольного времени не зарегистрировано ни одного нейтрона, и если в интервалах дополнительного времени сбора, следующих после тех, в которых производилась регистрация, также не зарегистрировано ни одного нейтрона.

На фиг. 1,а показан случай совпадения

«звезд» кратностей х и у в первое время сбора Т,i, на фиг. 1,б — случай. регистрации

«звезд» кратности у во второе время сбора T >, на фиг. 1,в — случай регистрации

«звезд» кратности у частично в контрольное время Т„. и частично во второе время сбора Т„.

Предлагаемый способ основывается на том, что поток регистрируемых «звезд» подчиняется закону Пуассона. Если второе время сбора

T„ = Т,ь но сдвинуто во времени относительно первого времени сбора Т, на некоторый интервал времени задержки Тз, который обеспечит независимость условий регистрации во время сбора T,z (Тз должно быть больше ожидаемого времени регистрации «звезды»), то можно считать, что вероятность попадания первой частицы второй «звезды» кратности у в оба времени сбора одинакова. Однако вероятность регистрации других частиц второй

«звезды» во времена сбора Т„и Т, различны, так как могут быть случаи попадания «звезды» кратности у во время сбора T„>, как изображено на фиг. 1,в.

Таким образом, логическая схема для исключения .эффекта двойных совпадений принимает следующий вид.

60.

Первая частица основной «звезды» открывает первое время сбора Т,ь в течение которого определяют кратность регистрируемой

«звезды». Через некоторое время задержки Тз, которое должно быть больше времени регистрации «звезды», открывается контрольное время Т„, которое должно быть больше интервала времени между регистрируемыми частицами одной «звезды». Если в контрольное время Т„попала хотя бы одна частица, регистрацию частиц во время сбора Т, не производят и не подсчитывают кратность

«звезды» во время сбора T„>. Назначение контрольного времени Т вЂ” исключение при регистрации случаев, аналогичных изображенному на фиг. 1,в. Если в контрольное время Т„ не попала ни одна частица «звезды», то производят подсчет кратности «звезды» во время сбора Т, .

Если во время сбора Т, не попала ни одна частица «звезды», то производят регистрацию

«звезды» во время сбора Т,> известным способом.

Если во время сбора T„> попала хотя бы одна частица «звезды», то регистрацию

«звезды» во время сбора Т«не производят, а подсчитывают суммарную кратность «звезд», зарегистрированных во время сбора Тс и T

«звезд» этой суммарной кратности вычитается единица.

Количество зарегистрированных ложных (за счет двойных совпадений) «звезд» кратности i (i õ+ó) равно: и-- = . Р у .Р.<и.-х, у Р .и, Р".. где а.„— число случаев открытия времени сбора Т, «звездой» кратности х;

Р д — вероятность регистрации одной

«звезды» кратности у во времени сбора T<>, Ро<у„у > — вероятность того, что ни одна

«звезда» кратности, отличающейся от у, не попадет во время сбора Тс>

P",N, — вероятность того, что ни одна частица «звезды» не попадет в контрольное вреMS Т <, Р,N, — вероятность того, что ни одна частица «звезды» не попадет во время сбора Т,q.

Количество зарегистрированных компенсирующих «звезд» во времена сбора Т, и Тсz кр атности i (i = х+у) равно:

П +y II PN„ Ð oN, Ð Р o(N д ) где Р,N, — вероятность того, что ни одна

«звезда» или часть ее (кроме основной, открывшей время сбора) не попадет во время сбора Т,, 335635

Р н — вероятность регистрации «звезды» у кратности у во время сбора Т,2.

Р,(м, д ) — вероятность того, что ни одна

«звезда» кратности, отличающейся от у, не попадет во время сбора Т,ь

Так как по условию Tc> = Tcg, TO Pом„:Р ди„

ГЫ

Ро(Я Nó ):Р o(N, — Ny ) Р ivy — N поэтому в пределе

Аналогичным образом можно построить логическую схему для исключения тройных и т. д. совпадений, что .полностью исключает влияние эффекта совпадений.

Логическая схема в общем виде для исключения всех совпадений до m включительно принимает вид.

Информация времени сбора Т,ь Т,2,, Tom регистрируется только в том случае, если ни в одно контрольное время Т„,, Т„,, Trc(m 1), находящееся перед временами сбора Т,, Т,з, Tcm, не попало ни од ной частицы.

Регистрация кратности из 1-ro времени сбора происходит только в случае, если во всех предыдущих временах сбора зарегистрированы частицы, а ни в одно из последующих времен сбора частицы не попали.

Регистрация кратности из нечетных времен сбора происходит со знаком (-, -), при этом сумм ируется кратность во всех предыдущих временах сбора, и в канал, соответствующий этой суммарной кратности, добавляется единица.

Регистрация кратности из четных времен сбора происходит со знаком (†), при этом суммируется кр атность во всех предыдущих временах сбора, и из канала, соответствующего этой суммарной кратности, вычитается единица.

Предмет изобретения

Способ определения кратностей нейтронной компоненты космических лучей, состоящий в

45 подсчете нейтронов, в «звезде», образованной первичными нейтронами в мишени, с помощью нейтронных датчиков в течение времени сбора, отсчет которого начинают с момента регистрации первого нейтрона «звезды», отлачающийся тем, что, с целью повышения точности, вводят поправку на эффект совпадений регистрируемых «звезд», для чего производят регистрацию нейтронов «звезды» последовательно в контрольные интервалы времени, следующие за первым интервалом времени сбора, отсчет которого начинают с момента регистрации первого нейтрона «звезды», через время задержки, и дополнительные интервалы времени сбора, каждый из которых следует непосредственно за интервалом контрольного времени, причем количество интервалов дополнительного времени сбора выбирают равным порядку учитываемых совпадений, величину интервала времени задержки задают больше времени жизни «звезды», величину интервала контрольного времени — больше максимального интервала времени между моментами регистрации нейтронов «звезды», а величину каждого интервала дополнительного времени сбора — равной величине интервала первого времени сбора; подсчитывают количество нейтронов, зарегистрированных в течение первого и дополнительных интервалов времени сбора до того интервала времени сбора, когда в каждом из предыдущих интервалов времени сбора зарегистрирован хотя бы один нейтрон; регистрацию «звезды», полученной таким образом, производят со знаком «плюс», если последнее время сбора, в течение которого производилась регистрация, нечетное, и со знаком «минус», если оно четное, при этом регистрацию «звезды» производят только в том случае, если ни в одном из интервалов контрольного времени не зарегистрировано ни одного нейтрона, и если в интервалах дополнительного времени сбора, следующих после тех, в которых производилась регистрация, также не зарегистрировано ни одного нейтрона.

Tcr тс2

Составитель T. Горчакова

Техред T. Ускова

Корректор Т. Гревцова

Редактор Т. Орловская

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1283/16 Изд. № 517 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, УК-35. Раушская наб., д. 4/5