Детектор заряженных частиц и излучений

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е <>856299

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.04.80 (21) 2916620/18-25 (51) М.Кл. G 01 Т 5/02 с присоединением заявки—

Государственный комитет (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.04.82. Бюллетень 4 13 (53) УДК 621.387.424 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 07.04.82 (54) ДЕТЕКТОР ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

И ИЗЛУЧЕНИЙ

Изобретение относится к технике эксперимента физики элементарных частиц и атомного ядра, в частности к,устройствам детектирования и идентификации заряженных частиц и спектрометрии ионизирую- 5 щих излучений.

Известны детекторы частиц и излучений, основанные на регистрации вторичных продуктов, образуемых при прохождении исследуемых частиц через вещество. В частности, к.таковым относятся и микроканальные пластины (МКП), при применении которых на коллекторе регистрируют возникающие в микроканалах под действием падающих частиц вторичные эмиссион- 15 ные электроны (1).

Ближайшим к предлагаемому по технической сущности является детектор заряженных частиц и изл|учений, содержащий пластину и расположенный на одной из ее 20 торцовых поверхностей эмиттер с высоким коэффициентом вторичной электронной эмиссии (2).

В известном детекторе в каналах МКП размножаются фотоэлектроны, выбитые па- 25 дающим излучением из эмиттера. В качестве таких эмиттеров используют тонкие покрытия из тяжелых металлов (например золото), галоидно-редкоземельных и щелочно-галоидных соединений, 30

Однако при высоком координатном ц временном разрешениях такой детектор обладает существенным недостатком: части-. цы, проходящие по оси микроканала или попадающие в межканальныГ1 промежуток, не регистрируются вообще, образующиеся в эмиттере вторичные электроны поглощаются в толще вещества самого эмиттера (коэффициент эмиссии мал, например для золота он равен 1,81)... Это явление обуславливает низкую эффективность регистрации и ее сильную зависимость от вида регистрируемых частиц и их энергий.

Цель изобретения — увеличение эффективности регистра пни.

Цель достигается тем. что в детекторе заряженных частиц и излучеип;, содержащем коллектор, делитель напряжения, микроканальную пластину и расположенный

HB одной из ее торцовых поверхнос-,ей эмиттер с высоким коэффициентом вторичной электронной эмиссии, эмиттер выполнен в виде диэлектрического пористого слоя с проводящим покрытием, электрически соединенным с делителем напряжения.

В детекторе на передний торец микроканальной пластины наносят слой (толщиной — 100 мкм) диэлектрического рыхлого (плотность 0,7 — 2% от нормальной) высокоэффективного эмиттера (коэффициент

856299 вторичной электронной эмиссии . — 1000), например из MgO, и помещают его в сильное электрическое поле (для 100 мкм

NgO — 104 В/см), направленное от поверхности МКП в глубь слоя. Это поле образуется разностью потенциалов, приложенных к подложке эмиттера и входной IIOверхности МКП.

На чертеже изображен общий вид устройства.

Оно состоит из микроканальной пластины 1, на переднюю поверхность которой нанесен слой MgO 2 (толщиной 100 мкм и плотностью 1 — 2o/o от нормальной), Верхняя (по чертежу) поверхность AtgO покрыо та — 1000 А слоем Al 3, создающим электрический контакт слоя на XgO с проводящим кольцом 4, впрессованным в шайбу 5, выполненную из изоляционного материала 20 (например тефлона). Между изоляционными шайбами 6 и 7 зажаты плотно прилегающая к нижней (по чертежу) поверхности МКП шайба 8 из медной фольги и диэлектрическая шайба 9, лежащая на по- 25 верхности коллектора 10. К верхней (по чертежу) поверхности МКП приклеен проводящим клеем контакт 11, соединяющий верхнюю поверхность МКП с делителем напряжения 12. Проводящее кольцо 4 и шайба 8 также подключены к делителю напряжения 12 подпаянными выводами 13 и

14 соответственно. Для равномерной стяжки устройства, обеспечивающей параллельность зазора между МКП 1 и коллектором Зй

10 (порядка одного миллиметра), все устройство стянуто тремя винтами 15, подпружиненными пружинами 16. Выходной сигнал снимается через разделительную высоковольтную емкость 17; сопротивление на- 40 грузки обозначено позицией 18.

Устройство работает следующим образом.

При прохождении регистрируемой частицы через слой MgO 2, в последнем воз- 4о никают локализованные в месте прохождения частицы лавины вторичных электронов, которые вытягиваются электрическим полем, приложенным к слою MgO 2, на поверхность МКП 1 и после усиления в ней собираются на коллекторе 10. Формируемый импульс снимается известным способом.

Применение предлагаемого устройства, кроме малости вещества (— 10 г/см ) на пути регистрируемой частицы, позволяет сильно уменьшить поглощение вторичных электронов в слое эмиттера, обеспечить полный их сбор на поверхность МКП, а также добиться увеличения их числа за счет размножения в порах эмиттера, находящегося в электрическом поле. При расположении такого детектора под неоольшим утлом (порядка нескольких градусов) к регистрируемой частице можно добиться

1000/О-ной .эффективности регистрации.

Формула изобретения

Детектор заряженных частиц и излучений, содержащий коллектор, делитель напряжения, микроканальную пластину и расположенный на одной из ее торцовых поверхностей высокоэффективный эмиттер с высоким коэффициентом вторичной электронной эмиссии, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности регистрации, эмиттер выполнен в виде диэлектрического пористого слоя с проводящим покрытием, электрически соединенным с делителем напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1. Люк К. Л. 1Оон, Ац Цзянь Сюн.

Принципы и методы регистрации элементарных частиц. М., Изд-во «Иностр. лит.», 1963, с. 111, 136, 314, 333, 2. Горн Л. С., Хазанов Б. И. Спектрометрия ионизирующих излучений на космических аппаратах, М., Атомиздат, 1979, с. 208, (прототип).

856299

Составитель В. Макаров

Техред И. Заболотнова

Редактор E. Месропова

Корректор С. Файн

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 365/275 Изд. № 132 Тираж 719 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Детектор заряженных частиц и излучений Детектор заряженных частиц и излучений Детектор заряженных частиц и излучений 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерений ядерных излучений

Изобретение относится к ядерной физике, а точнее, к способам получения изображений различных объектов с использованием мюонов космических лучей и предназначено для мониторинга состояния и процессов в окружающей среде

Изобретение относится к ядерной физике и технике и может быть использовано при создании трековых детекторов заряженных частиц для исследования в области ядерной физики и техники, для контроля радиоактивности окружающей среды, а также для создания приборов, используемых в качестве учебных пособий в средней школе и высших учебных заведениях
Изобретение относится к области ядерной физики и техники и может быть использовано при создании детекторов для контроля радиоактивности окружающей среды
Изобретение относится к ядерной физике и технике и может быть использовано для создания детекторов, контролирующих радиоактивность окружающей среды
Наверх