Трековая камера

 

ТРЕКОВАЯ КАМЕРА, содержащая корпус с газовой рабочей средой, систему освещения объема по схеме Фуко- Теплера, систему формирования изображения треков, фоторегистратор исистему управления затвором фоторегистратора, отличающаяся тем, что, с целью регистрации релятивистских частиц с минимальной ионизацией в безынерционном режиме управления, корпус камеры выполнен в виде трубы с окном на торце, соотно?- шение между диаметром D и длиной L которой отвечает условию L/0^40, содержит обогреватель по всей длине трубы, систему прокачки газа, теплообменник для восстановления начальной температуры газа.&*п д Э^^сл>&

as) (э СОЮЗ.СОВЕТСКИХ

° РЕСПУБЛИН дСЮ а 01 т 5 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСИОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2339826/26-25 (22) 29.03.76

{46) 23.06.83. Бюл. В 23 (72) О.В. Савченко .и Л.М. Сороко (71) Объединенный институт .ядерных исследований . (53) 621.387.42(088.8) (54)(57) ТРЕКОВАЯ КАМЕРА, содержащая корпус с газовой рабочей средой, систему освещения объема по схеме ФукоТеплера, систему формирования изображения треков, фоторегистратор и систему управления затвором фоторегистратора, отличающаяся тем, что, с целью регистрации релятивистских ча4."тиц с минимальной ионизацией в безынерционном режиме управления, корпус камеры выполнен в виде трубы с окном на торце, соотно.шение между диаметром D и длиной L которой отвечает условию (, /D%40, содержит обогреватель по всей длине трубы, систему прокачки газа, теплообменник для восстановления начальной температуры газа.

556654

Изобретение относится к технике регистрации частиц и может быть использовано в лабораториях, занимающихся исследованиями по ядерной физике и физике элементарных частиц.

Известно, что существующие трековые приборы не позволяют наблюдать треки частиц с сечением рассеяния света, меньшим, чем 10 6 см . Использование голографического метода га щения фона позволяет повысить чувствительность таких приборов до

1Р 8 см .

Ближайшей к предложенной является трековая камера Ю.Л. Соколова, которая содержит кювету со смесью паров спирта и воды, систему освещения рабочей среды по схеме ФукоТеплера, систему формирования иэображения и фоторегистратор с затвором.

Трековая камера Ю.Л. Соколова работает следующим образом.

После помещения в кювету радиоактивного источника,. испускающего альфа-частицы, последние создают оптические неоднородности в рабочей

- среде. При этом следы альфа-частиц удается зарегистрировать без помощи цикла расширения рабочего объема.

Нз фотографиях получаются треки, возникшие Эа время экспозиции.

Недостаток такой трековой камеры с безынерционным режимом работы состоит в том, что оптические элементы системы, линзы и стекла кюветы, особенно заводского изготовления, создают высокий уровень фоновой засветки поля зрения, что исключает возможность регистрации света, рассеянного .на слабых оптичес ких неоднородностях вдоль трека релятивистской частицы.

Между тем, сечение рассеяния света на оптических неоднородностях в газе под давлением 20 атм, возникших под действием релятивистской частиц, составляет около 10-10cMil.

Цель изобретения — обеспечение возможности регистрации релятивистских частиц с минимальной ионизацией

В безынерционном режиме работы трековой камеры.

Поставленная цель достигается тем, что рабочей среде камеры (в данном случае — газу) придаются. оптические свойства собирающей линзы. Для этого трековая камера содержит нагреватель, установленный вдоль трубы,. которая выполняет функцию корпуса трековой камеры, систему прокачки газа, теплообменник для восстановления начальной температуры газа. Причем труба на торце имеет окно, а соотношение между диаметром 2 и длинойЬ отвечает условию ь /О > 40.

Предложенная камера изображена на чертеже.

Трековая камера содержит раму обогреватель в термоизоляции 2 по ч, всей длине трубы, систему 3 непрерывной прокачки газа, теплообменник 4

5 для охлаждения нагретого газа сисI тему 5 освещения камеры, окно 6 для освещающего пучка света, улавлива" тель 7 прямого пучка, окно 8 на торце трубы, фотообъектив 9 для получения фотографии или голограммы 10, 30 фоторегистратор 11 систему счетчиков 12, управляющих работой фоторегистратора.

Трековая камера работает следующим

35 образом.

Труба, содержащая рабочую среду (газ) нагревается снаружи, а газ непрерывно прокачивают по трубе.

Если диаметр трубы З и скорость прокачки газа выбрать такими, чтобы течение газа было ламинарным, то по сечению трубы устанавливается аксиально-симметричное поле распределения температуры с параболическим ходом температуры по радиусу, а газовая среда приобретает свойство собирающей линзы. Соотношения между диаметром трубы Э, длиной рабочей части трубы L и разностью темпера.тур на концах трубы выбирают такими, чтобы расстояние от точечного источника до точки фокуса равнялась бы длине рабочей части трубы Ь . После достижения указанного сатнционарного распределения температур в газе трековая камера готова к работе. При прохождении заряженной частицы ре.лятивистских скоростей и при ее распаде или взаимодействии с газом

40 система счетчиков вырабатывает управляющий импульс, который открывает затвор фоторегистратора. Время осуществления оптических неоднородностей вдоль трека частицы составляет около 1 мкс, после чего энергия диссипирует по всему объему камет ры. Режим формирования и наблюдения трека является безынерционным. Очередное событие может быть сфотографировано через 1 мкс. !

Пример. Для криптона под давлением 16 атм при разности температур на концах трубы Т = 30 и диаметре трубы Р = 10 см расстояние от точечного источника до фокуса равно 4 м.

В камере предложенной конструкции единственной причиной фоновой за60 светки поля зрения является молекулярное рассеяние света в газе, которое можно сделать мальв по сравне нию с сечением рассеяния света на оптических неоднородностях вдоль

65 «трека релятивистской частицы.

556654

Редактор Е. Месропова Техред И.Гайду Хорректор Р. Макаренко

ЮВВ ЮВВЮ

Заказ 6481/2 Тирам 710. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Ю Ю Ю ВВВ ° Ю

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

П р.и м е р. Для криптона при . давлении 16 атм и начальной температуре 173О К суммарное сечение молекулярного рассеяния света в

20 раз меньше сечения рассеяния све .та на оптических неоднородностям вдоль трека релятивистской час:, тицы.