Вершинный детектор (его варианты)

(19) 11 5 0 114 0 ОПИ ИЕ БРЕТЕН Ц, АВТОРСКО ТЕЛЬСТВУ(56) оГ 1 СЕВБ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(46) 15.12.85. Бкд . Яе 46 (71) Объединенный институт ядерных исследований(72) Э.В.Козубский и И.ИСкрыль (53) 5391,073.3(088.8)А.Рорр 1 еСоп, ТЬе регГогшапсеЬе зрес 1 гоше 1 ег Гог У А 1682-01, р, 133-141.О,Еашег 1 е, ЮезсИ регГогшапсе о 1 1 Ье зрес 1 гоше 1 ег 326, СЕРБ 82-01, р. 142-146, Гед 2, р. 146(54) ВЕРШИННЫЙ ДЕТЕКТОР (ЕГО ВАР Ы ИАНТ .(5 ) 1. Вершинный детектор, вклю-. чающий детектор следов заряженных частиц и электронную систему селекции актов взаимодействия исследуемого типа и управления их регистрацией с координатными детекторами на основе проволочных .камер, о тл ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности отбора и точности определения координат частицы, инициировавшей акт взаимодействия исследуемого типа в объеме детектора следов заряженных частиц, электронная система селекции содер - жит дополнительные координатные детекторы, выполненные на оснояе пузырьковой камеры с острофокусными фотографическими системами и полупроводниковыми матричными формирователями сигналов изображения в качестве фотоприемников, при этом число дополнительных координатных детекторов равно по крайней мере двум, . при этом по крайней мере один из указанных дополнительных координатных детекторов размещен перед детектором следов заряженных частиц, а другой - после, по ходу пучка перввичных частиц, при этом в электронную систему селекции и управления регистрацией введена схема сравне-. ния сигналов от указанных полупроводниковых матричных формирователей сигналов изображения, а в качестве детектора следов заряженных частиц применена пузырьковая камера с голографической системой регистрации следов частиц в ее объеме и с полупроводниковым матричным формирователем сигналов изображения в качестве а фотоприемника,2. Детектор, включающий детектор следов заряженных частиц и электронную систему селекции актов взаимодействия исследуемого типа и управления их регистрацией с координатными детекторами на основе проволочных камер, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности отбора и точности определения координат частицы, инициировавшей акт взаимодействия исследуемого типа в объеме детектора следов заряженных частиц, электронная система селекции содержит дополнительные координатные детекторы, выполненные на основе пузырьковой камеры с острофокусными фотографическими системами и полупроводниковыми матричными формирователями сигналов изображения в качестве фотоприемников, при этом число этих дополнительных координатных детекторов равно или превьппает два, при этом по крайней мере, один из этих дополнительных координатных детекторов .Регистрация голограммы.в первом варианте на промежуточном Фотоприемнике позволяет снизить расход фотоматериала на носитель долговременного хранения голограмм, за счет отказа от перезаписи с промежуточного фотоприемника на носитель долговременного хранения пустых голограмм.Таким образом, предложенные технические решения по сравнению с прототипом позволяют повысить точность определения координат частицы, инициировавшей акт взаимодействия исследуемого типа в объеме детектораследов заряженных частиц, в 10-50 раз,а также повысить эффективность отбора событий исследуемого типа за счетвведения дополнительной системы селек.ции и сокращения количества веществамежду местом положения исследуемого1 О события и дополнительными координатными детекторами,109 8408 Фиа ин рректор И,Муск Редактор О,Юр О а д. 4 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 8128/2 Тираж 7 ВНИИПИ Государстве по делам изобре 113035, Москва, Ж7 По ного комитета С ений и открытий Р аушс к ая н аб,1098408 5 1 О5 размещен перед детектором следов заряженных частиц, а другой после, по ходу пучка первичных частиц, при этом в электронную систему селекции и упр авле ния ре ги стр ацией введен а схема сравнения сигналов от указанных полупроводниковых матричных формирователей сигналов изображения, а в качестве детектора следов заряженных частиц применена стопка ядерных толстослойных фотоэмульсйй,погруженная в рабочий объем пузырьковой камеры,3, Детектор, включающий детектор следов заряженных частиц и электронную систему селекции актов взаимодействия исследуемого типа и управления их регистрацией с координатными детекторами на основе.проволочныхкамер, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности отбора и точности определения координат частицы, инициировавшей акт взаимодействия исследуемого типа в объеме детектора следов заряженных частиц, электронная система селекции актов взаимодействия исследуемого типа содержит дополнительные координатные детекторы, выполненные на основе пузырьковой камеры с остро- Фокусными Фотографическими системами и полупроводниковыми матричными формирователями сигналов изображения в качестве Фотоприемников, при этом число этих дополнительных координатИз обретение отно сит ся к средствам, применяемым в физике элементарных частиц для регистрации актов вэ аимодействия ионизирующего излученияя с веще ст во м.Известны вершинные детекторы - трековые следовые) приборы, пред назн.аченные для селекции и регистрации вершин актов, взаимодействия элементарных частиц с веществом.Зти приборы входят в состав спектрометров вместе с различного типа детекторами с электронным способом съема информации, часть из которых составляет собственно систему селекции актов взаимодействия исследуеных детекторов равно или превышаетдва, при этом по крайней мере одиниз этих дополнительных координатныхдетекторов размещен перед детекторомследов заряженных частиц, а другойпосле, по ходу пучка первичных частиц, при этом в электронную системуселекции и управления регистрациейвведена схема сравнения сигналов отуказанных полупроводниковых матричных формирователей сигналов изображения, а в качестве детектора сле дов заряженных частиц применен блокдиэлектрического детектора, размещенный в объеме пузырьковой камеры,4, Детектор по пп.1-3, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что острофокусные фотографические системы дополнительных координатных детекторовсодержат плоские зеркала, размещенные в рабочем обьеме пузырьковойкамеры и ориентированные под угломов 45 к ее оси и плоскости ее иллюминатора5. Детектор по пп.1-3, о т л ич а ю щ и й с я тем, что острофокусные фотографические системы дополнительных координатных детекторов выполнены в виде афокальных оптических систем с телецентрическимкодом лучей в пространствах объектаи изображения и содержат светоделители, установленные перед полупроводниковыми матричными формирователями сигналов изображения,мого типа для обеспечения избирательного режима регистрации, В задачусистемы селекции входит отбор длярегистрации актов взаимодействия исследуемого типа, в задачу детектораследов заряженных частиц - регистрация следов заряженных частиц в области вершины .взаимодействия с высокимразрешением, а в задачу всего спектрометра - определение характеристикисследуемых процессов. Регистрацияинформации о координатах вершины акта взаимодействия частиц с веществомпроизводится избирательно, преимущественно событий исследуемого типа,а не всех возможных, поэтому подвершинным детектором понимаетсякомплекс состояний из собственнодетектора - трекового прибора и системы селекции актов исследуемого типа, обеспечивающей управление процессом регистрации,В качестве трековых детекторовприменяются пузырьковые камеры, стопки толстослойных ядерных фотоэмульсий, диэлектрические детекторы заряженных частиц (минералы, стекла, высокополимерные органические пленки)и стримерные камеры. В систему селекции (триггер) входят различноготипа детекторы с эле ктронным спо собом съема информации и в их числекоординатные детекторы на основепроволочных камер искровые, пропорциональные, дрейфовые и т.д.) .Эффективность регистрации актоввзаимодействия частиц с веществом вустановках с вершинным детектором существенно зависит от точности локализации инициировавших акты взаимодействия исследуемого типа частиц,т.е . точности координатных детекторов на основе проволочных камер, иот количества вещества на пути отпроволочного координатного детекторадо регистрирующего объема следовогодетектора. Чем больше вещества в указанном интервале между проволочнойкамерой и следовым детектором, темвероятнее появление фоновых (ложных)событий, Чем ниже точность координатных проволочных детекторов, темниже эффективность отбраковки (селекции) фоновых событий. Точностькоординатных детекторов на основепроволочных камер составляет величины порядка 1 мм, в лучшем случае несколько десятых долей миллиметра.Ближайшим к предлагаемому техническому решению является вершинныйдетектор спектрометра, включающийдетектор следов заряженных частиц иэлектронную систему селекции актоввзаимодействия исследуемого типа иуправления их регистрацией (триггер),включающую группу координатных детекторов на основе проволочных пропорциональных камер, размещенных внедетектора следов заряженных частиц(пузырьковой камеры),Недостатком известного технического решения является относительноневысокая точность определения координат частиц, инициировавших актвзаимодействия исследуемого типа, 51015 которая обусловлена, с одной стороны,точностью проволочных координатныхдетекторов и с другой стороны - расположением этих координатных детекторов на значительном расстоянии отдетектирующего объема вершинного детектора и наличием в зазоре междуними стенок камеры - источника фоновых событий.Целью изобретения является повышение эффективности отбора и точности определения координат частицы,инициировавшей акт взаимодействияисследуемого типа.в объеме детектора следов заряженных частиц,Цель достигается благодаря тому,что в вершинном детекторе, включающем детектор следов заряженных частиц и электронную систему селекции актов взаимодействия исследуемого20типа и управления их регистрацией скоординатными детекторами на основепроволочных камер, электронная система селекции содержит дополнительныекоординатные детекторы более высокой точности, выполненные на основепузырьковой камеры с острофокуснымифотографическими системами и полупроводниковыми матричными формирователями сигналов изображения в качестве фотоприемников, при этом число этих дополнительнительных координатных детекторов равно по крайнеймере двум, при этом по крайней мереодин из указанных дополнительных ко- .ординатных детекторов размещен переддетектором следов заряженных частиц,а другой - после, по ходу пучка первичных частиц, при этом в электронную систему селекции и управления 40регистрацией введена схема сравнения сигналов от указанных полупроводниковых матричных формирователейсигналов изображения, а в качестведетектора следов заряженных частиц 45применена пузырьковая камера с голографической системой регистрацииследов частиц в ее объеме и с полупроводниковым матричным формирователем сигналов изображения в качестве 50 фотоприемника.Аналогичным образом достигаетсяпоставленная задача в том случае,когда в вершинном детекторе в качестве детектора следов заряженныхчастиц применена стопка толстослойных ядерных фотоэмульсий, погруженная в рабочий объем пузырьковой камеры или блок диэлектрического ве098408щества, размещенного в объеме пузырьковой камеры.Кроме того, цель достигается тем, что острофокусные фотографические системы дополнительных координатных 5 детекторов содержат плоские зеркала, размещенные в рабочем объеме пузырьковой камеры и фиксированные подоуглом в 45 к ее оси и плоскости ее иллюминатора, а также тем, что острофокусные фотографические системы дополнительных координатных детекторов выполнены в виде афольных оптических систем с телецентрическим хо" дом лучей в пространствах объекта и 15 изображения и содержат светоделители, установленные перед полупроводниковыми матричными формирователями сигналов иэображения.Возможны три варианта вершинного детектора, в котором сочетается один из трех видов детектора следов заряженных частиц пузырьковая камера стопка толстослойных ядерных Фото- эмульсий, диэлектрический детектор) и система селекции актов взаимодействия частиц исследуемого типа,включающая группу дополнительных координатных детекторов более высокой точности, выполненных на основе пузырьковой камеры с острафокусными фото.графическими системами и полупроводниковыми матричными Формирователями сигналов изображения, которые дополнительные координатные детекторы) З 5 обеспечивают определение координат частиц в непосредственной близости к регистрирующему объему трекового детектора или даже внутри регистрирующего объема трекового детектора. 40Каждый из трех перечисленных вариантов вершинного детектора состоит из двух основных частей: детектора следов заряженных частиц и системы селекции. Во всех трех вариантах тре ковые детекторы различны, а системы селекции идентичны, Система селекции каждого из трех вариантов вершинного детектора включает координатные детекторы, выполненные на основе про волочных камер это признак прототипа) и дополнительные координатные детекторы, выполненные на основе .пузырьковой камеры с острофокусными фотографическими системами отличитель ный признак.В первом варианте вершинного деектора, в котором используется в качестве следов детектора заряженных частиц пузырьковая камера, дополнительные координатные детекторы системы селекции на основе острофокусных фотографических систем размещены в общем объеме пузырьковой камеры, В других вариантах с детекторами следов заряженных частиц на основе фото- эмульсий и диэлектрических сред - блоков детекторы следов заряженных частиц погружены в объем дополнительной пузырьковой камеры с острофокусными фотографическими системами.В первом варианте вершинного детектора, выполненного на основе пузырьковой камеры, цель (повышение эффективности и точности) достигается благодаря тому, что в вершинный детектор введены промежуточный фото- приемник для регистрации голограммы и устройство для передачи изображения с промежуточного фотоприемника на носитель изображения долговременного хранения, управляемое от электронной системы селекции актов взаимодействия исследуемого типа, что указанный промежуточный фото- приемник для регистрации голограммы рабочего объема пузырьковой камеры выполнен на основе многоэлементного фотоприемника с электронным способом считывания информации в виде полупроводникового матричного формирователя сигналов изображения, что в систему селекции вершинного детектора введены по крайней мере два дополнительных координатных детектора, выполненных на основе фотографических систем, строящих острофокусные изображения профиля пучка частиц, в объеме пузырьковой камеры в непосредственной близости к границам голографируемой части рабочего объема пузырьковой камеры соответственно на входе и на выходе пучка частиц в эту голографируемую часть рабочего объема пузырьковой камеры, что в указанных дополнительных координатных детекторах на основе острофокусных Фотографических систем в качестве Фотоприемников применены многоэлементные Фотоприемники с электронным способом съема информации в виде полупроводниковых матричных формирователей сигналов изображения,что в систему селекции введена схема логического сравнения изображений проФиля пучка частиц в нескольких се098408 8 7 1 чениях по крайней мере в двух сечениях - до рабочего объема пузырьковой камеры и после), схема сравнения, в свою очередь, управляет процессом передачи изображения голограммы с промежуточного Фотоприемника на носитель долговременного хранения информации о профиле пучка частиц, например разности двух или нескольких изображений профиля пучка частиц, что для вывода изображения профиля пучка частиц, регистрируемых острофокусными фотографическими системами, в рабочий объем пузырьковой камеры по разные стороны от его голографируемой части введены два плоских зеркала, установленныеопод углом 45 к плоскостям иллюминаторов корпуса пузырьковой камеры и к направлению пучка частиц, что остро- фокусные фотографические системы координатных детекторов системы селекции выполнены на основе афокальных оптических систем с телецентрическим ходом лучей в пространствах объекта и изображения и светоделительной пластинки, установленной перед многоэлементными фотоприемниками, для обеспечения равномасштабности изображений профиля пучка частиц и тем самым упрощения процедуры логического сравнения изображений профиля пучка частиц и ускорения выработки управляющего сигнала на передачу иэображения голограммы с промежуточного фотоприемника на носитель долговременного хранения.Во втором варианте вершинного детектора на основе стопки ядерных толстослойных Фотоэмульсий цель достигается благодаря тому, что стопка ядерных фотоэмульсий погружена в рабочий объем пузырьковой камеры так, что на границах стопки эмульсий на входе пучка в стопку и на выходе пучка частиц из стопки образованы два отсека, заполненные рабочей средой пузырьковой камеры, что электронная система селекции вершинного детектора дополнена по крайней мере двумя координатными детекторами, что эти дополнительные координатные де.текторы выполнены на основе оптических систем, строящих острофокусные изображения профиля пучка частиц в непосредственной близости от стопки . ядерных эмульсий, регистрируемого в момент следочувствительности жидкости в указанных отсеках пузырьковой камеры, что в указанных оптическихсистемах применены в качестве фотоприемников многоэлементные полупроводниковые матричные формирователисигналов изображения, что считывающие устройства с указанных фотоприемников подключены к схеме логического сравнения изображений профиляпучка частиц, которая управляет про цессом передачи информации на носитель долговременного хранения информации о координатах пучковых частиц,испытавших акт взаимодействия встопке ядерных фотоэмульсий по результатам сравнения изображений профиля пучка частиц.В третьем варианте вершинного детектора на основе блока диэлектрического детектора цель достигается благодаря тому, что указанный блок ди.электрического детектора погружен врабочий объем пузырьковой камерытак, что разделяет этот объем на дваотсека, расположенные по пути пучкачастиц соответствеНно на входепучка частиц в блок диэлектрического,детектора и на выходе из него, что вэлектронную систему селекции вершинного детектора введены два или болеедополнительных координатных детектора, что указанные дополнительныекоординатные детекторы вершинногодетектора выполнены на основе оптических систем, строящих острофокусные изображения профиля пучка частиц в укаэанных двух отсеках объемапузырьковой камеры, что в указанныхоптических системах для регистрациипрофиля пучка частиц применены многоэлементные фотоприемники с электронным способом считывания в виде полупроводниковых матричных Формирователей сигналов иэображения, что всистему селекции введена схема логического сравнения изображений профиф 5 ля пучка частиц, которая вырабатывает управляющий сигнал на записьинформации о профиле пучка частицна носитель долговременного хранения,а именно, координат частиц, испы- Я тавших исследуемое взаимодействиев блоке диэлектрического детектора.Цель во всех вариантах достигается благодаря тому, что оптическиесистемы, строящие острофокусные изображения профиля пучка частиц вблизиграниц регистрирующего объема вершинного детектора и в самом объеме вершинного детектора, выполнены наоснове оптических систем с телецентрическим ходом лучей в пространствахобъекта и изображения, позволяющихполучать одномасштабные изображенияпрофиля пучка частиц в разных сечениях с минимальными систематическимиискажениями, а также применены многоэлементные твердотельные фотоприемники с высокой точностью расположения ячеек, что упрощает и ускоряетпроцедуру логического сравнения изображений профиля пучка частиц и выработки управляющего сигнала на запись информации о пучковых частицахкоординатах на входе и выходе ввершинный детектор) на носитель дол- .говременного хранения.Цель во всех вариантах вершинногодетектора достигается также благодаря тому, что для получения изображений профиля пучка частиц в объемпузырьковой камеры введены два плоских зеркала, которые размещены поразные стороны от голографируемойчасти рабочего объема в первом варианте, стопки ядерных фотоэмульсийво втором варианте и блока диэлектрического детектора в третьем вариоанте, под углом 45 к плоскости иллюминатора пузырьковой камеры и к направлению пучка частиц, так как приэтом достйгается отвод громоздкойаппаратуры систем освещения и фотографирования от трассы пучка частици тем самым снижение количества вещества между внешними детекторамиэлектронной системы селекции и дополнительными координатными детекторами,регистрируюшими профиль пучка частицв непосредственной близости от рабочего объема вершинного детектора.Цель в первом и третьем вариантахвершинных детекторов достигаетсятакже благодаря тому, что прозрачность среды в рабочем объеме вершинного детектора в оптическом диапазоне дает возможность увеличить числодополнительных детекторов на основеострофокусных оптических фотосистем,разместив соответствующие плоскостирегистрации профиля пучка частиц всамом рабочем объеме верщинного детектора и введя соответствующее число дополнительных фотоприемников исветоделительных пластинок.На фиг.1 и 2 показан первый вариант предлагаемого вершинного детектора; на фиг.З и 4 - второй и третий варианты, 55 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 На фиг.1 показан вершинный детектор на основе пузырьковой камеры. Он содержит корпус пузырьковой камеры 1, плоскопараллельные иллюминаторы 2,1 и 2.2 в корпусе 1, импульсный источник света 3 лазер), оптическую систему 4, формирующую параллельный, освечивающий рабочий объем пузырьковой камеры, поток света от источника света 3, фоторегистратор 5 голограммы рабочего объема пузырьковой камеры, центральную часть объема пузырьковой камеры 6, голограмма которой регистрируется фото регистром 5, детекторы 7, 8 заряженных частиц с электронным съемом информации, установленные на пути пучка частиц на входе и на выходе из рабочего объема пузырьковой камеры соответственно, схему логического выделения событий искомого типа 9 по сигналам с детекторов 7 и 8, формирующая импульс запуска на поджиг импульсного источника света 3, плоские зеркала 10,1 и 10.2, установленныеов корпусе 1 под 45 к иллюминаторам 2.1 и 2.2, оптическую систему 11, формирующую изображения профиля пучка частиц в двух плоскостях 12 и 13 на входе и выходе из голографируемой части объема пузырьковой камеры 6 соответственно, плоскости 12 и 13 в объеме камеры, . ограничиваюшие центральную часть и ориентированные под прямым углом.к направлению пучка частиц, светоделитель 14, фоторегистраторы изображений 15 и 16 профиля пучка частиц в плоскостях 12 и 13 соответственно, схему сравнения изображений 17, зарегистрированных фотоприемниками фоторегистраторов 15 и 16, формирующую управляющий импульс на блок передачи информации 18 с фоторегистратора 6 и фоторегистраторов 15 и 16 на регистратор информации долговременного хранения 19.В фоторегистраторах 5, 15 и 16 в качестве фотоприемников применены мозаичные многоэлементные фотоприемники с электронным .съемом информации в виде полупроводниковых матричных формирователей сигналов иэображения,Работа данного варианта вершинного детектора протекает следующимобразом.В пузырьковой камере 1 совершаются циклы расширения - сжатия жидкости. Детекторы заряженных частицэлектронной схемой информации регистрируют частицы и выдают сигналына схему 9, которая в случае, еслипроизошло в объеме камеры событиеискомого типа в момент следочувствительности пузырьковой камеры, выдаетсигнал на поджиг импульсного источника света, Происходит освечиваниеобъема камеры 6 световым потоком,сформированным оптической системой4, и на фоторегистраторе 5 регистрируется голограмма следов частиц вобъеме 6. Все перечисленные операции являются общими и для прототипаи для предлагаемого устройства. Вотличие от прототипа в предлагаемом .устройстве одновременно с регистрацией голограммы объема производитсярегистрация оптических изображенийдвух эон рабочего объема пузырьковой камеры: одной на входе пучка вобласть 6 и другой на выходе. Регистрация этих изображений производится благодаря тому, что часть светового потока от источника света 3,сформированного оптической системой4, посредством зеркал 10,1 и 10,2,проводится через объем пузырьковойкамеры по направлению полета пучковых частиц и далее направляется в оптическую систему 11, которая строитизображения двух плоскостей 12 и 13на фоторегистраторах 15 и 16. Фотоприемники фоторегистраторов 15 и 16установлены в плоскостях изображений плоскостей 12 и 13, соответственно образованных оптической системой 11 и светоделителем 14. Оба изображения на фотоприемниках 15 и 16имеют вид типа звездного неба и представляют собой профиль пучка частицв двух сечениях 1 до объема 6 и послеОба эти изображения имеют одинаковыймасштаб и в том спучае, когда в камере не было акта взаимодействия пучковых частиц с веществом, оба этиизображения совпадают друг с другомв пределах аппаратурных погрешностей.Схема 17 производит сравнение изображений с фоторегистраторов 15 и 16,производя вычитание изображения профиля пучка частиц на входе в областьиз изображения профиля пучка частицна выходе из этой области. В этомслучае, когда сравнение указанныхизображений профилей пучка в дополнение к сигналу о наличии события искомого типа в пузырьковой камере подтверждает, что такое событие произошло между плоскостями 12 и 13, т.е.в голографируемой части объема 6 пузырьковой камеры, устройство выдаеткоманду устройству на считывание голограммы с фоторегистратора 5 и запись ее на носитель долговременногохранения 19 и передает устройству длязаписи разностной информации с фото 1 О регистраторов 15 и 16, после чего дает команду на стирание информации сФоторегистраторов 5, 15 и 16. Послеэтого вершинный детектор готов к регистрации очередного события,На Фиг,1 электронная схема селекции представлена дополненной толькодвумя оптическими острофокусными системами для регистрации профиля пучкачастиц в пределах рабочего объемапузырьковой камеры, что сделано радипростоты чертежа. Очевидным образом,число таких доголнительных оптических систем может быть увеличено итем самым обеспечена регистрация про 25 Филя пучка частиц в пределах рабочего объема пузырьковой камеры в нескольких сечениях и в том числе вголографируемой части рабочего объема пузырьковой камеры, Число такихсистем определяется типом исследуемых событий актов взаимодействия инаиболее частым значением будет - 3,как минимальное число, необходимоедля выделения частиц с точкой изломатраектории в пределах рабочего объема35пузырьковой камеры,Таким образом, в предлагаемомустройстве в отличие от прототипа дополнительная Фотографическая система40дает возможность повысить строгостьселекции т . е . отбрако вать события,которые произошли вне зоны, напримерв стенках корпуса пузырьковой камеры,и зарегистрировать координаты входав объем 6 тех пучковых частиц, которые испытали акт взаимоцействия вобъеме 6.На Фиг.2 представлен также первыйвариант вершинного детектора на основе пузырьковой камеры, который отличается от нредставлечного на Фиг.1устройства некоторыми конструктивными видоизмененияя. На фиг.2 применены те.же обозначения, что и наФиг.1. В отличие от Фиг.1 здесь использованы два светоделителя 14.1 и14.2.В устройстве, изображенном наФиг.1; голограмма рабочего объемапузырьковой камеры регистрируется в перпендикулярном пучку напр авлении, а в устройстве, представленном на фиг.2 голограмма регистрируется по н апр авлению пучка частиц.Работа устройства, представленного на фиг.2, протекает идентичным с устройством, представленным на фигуре 1, образом.Второй вариант предлагаемого устройства, а именно вершинного детектора на основе стопки толстослойных ядерных фотоэмульсий, представлен на Фиг,3. Здесь использованы те же обозначения, что и на фиг.1 и 2, но со следующими изменениями:3.1 и 3.2 - два импульсных источника света;4.1 и 4,2 - две оптические систеъ 1, формирующие два потока света для освещения двух отсеков пузырьковой камеры;11,1 и 11.2 - две оптические острофокусные системы;14.1 и 14.2 - светоделители;20.1 и 20,2 - отсеки объема пузырьковой камеры. образованные благодаря помещению стопки эмульсий.В этом варианте стойка ядерных фотоэмульсий выполняет две функции: вершинного детектора и долговременного носителя информации о регист- рированных событиях.Работа второго варианта устройства протекает следующим образом.В случае поступления сигнала в системы селекции об исследуемом событии производится поджиг импульсных ламп и освечивание отсеков объема пузырьковой камеры. На фотоприемниках образуются изображения профиля пучка частиц, эти изображения сравниваются и в случае обнаружения несовпадения и этих изображений, т,е в случае акта взаимодействия в ядерной эмульсии, производится запись координатной метки следа, вызвавшего взаимодействие на носитель долговременного хранения. В случае если в камере произошло несколько взаимодействий, производится запись координат всех частиц, вызвавших взаимодействия. После окончания сеанса облучения вершинного детектора в пучке частиц ядерная эмульсия,извлекаемая из пузырьковой камеры, подвергается химической обработке, и при просмотре и измерении актов взаимодействия в ней информация о координатных метках с носителя долговременного хранения используетсяс целью сокращения времени поискасобытия.Третий вариант вершинного детектора на основе диэлектрического детектора в объеме пузырьковой камерыпрецставлен на Фиг,4. В этом варианте устройства функции вершинного детектора выполняет блок диэлектрического детектора аналогично стопкеядерных фотоэмульсий в варианте 2.Различие этого варианта от варианта 2 обусловлено прозрачностью диэлектрического детектора, в связис чем оказывается возможным использование одного источника света дляосвечивания обеих частей рабочегообъема пузырьковой камеры (до блокаи после).Работа данного варианта вершинного детектора протекает полностьюаналогично варианту 2. Различие состоит только в химической обработкедиэлектрического детектора.Необходимо подчеркнуть, что дляотдельных задач может оказатьсяцелесообразным регистрирование проФиля пучка частиц не в двух сече- ЗОниях на входе блока и на выходе изнего), а в большем числе сечений, Вэтом случае вариант 3 устройствавидоизменяется очевидным образом:в объем камеры вводятся несколькоблоков диэлектрического детектора с З 5. зазорами между ниж, которые заполняются жидкостью пузырьковой камеры,и добавляются каналы Фоторегистрацнипрофиля пучка в соответствующим зазорах между блоками. В этом случае 4 о благодаря очевидному усложнению устройства достигается более точная локализация акта взаимодействия.Указанные дополнительные Фотографические системы, нреднаэначен ные для формирования изображенийпрофиля пучка частиц в окрестностивершинного цетектора выполняют Функцию координатных детекторов системыселекции, размещенных в непосредст - 5 О венной близости от рабочего объемавершинного детектора, Одновременноэти координатные детекторы имеютобщие элементы с системой фоторегистрации пузырьковой камеры, Среди 55 различных возможных оптических систем для регистрации изображений профиля пучка частиц имеют предпочтениеафокальные оптические системы, т,е.0 15 20 25 30 35 40 45 Отличительными признаками первого варианта предлагаемого устройства являются наличие промежуточного фотоприемника для регистрации голограммы рабочего объема вершинного детектора и выполнение его в виде многоэлементного фотоприемника с электронным способом считывания информации на основе полупроводникового матричного формирователя сигналов изображения, наличие управляемого устройства для передачи голограммы с про,50 55 системы с телецентрическим ходом лу- . чей как в пространстве объекта, так и в пространстве изображений по той причине, что в этом случае легко достигается одномасштабность изображений профиля пучка в двух значительно отдаленных друг от друга сечениях и при этом формирование этих двух изображений достигается посредством одной оптической системы и светоделительных пластинок.Отличительными признаками всех трех вариантов устройства являются дополнение системы селекции актов взаимодействия в объеме вершинного детектора по крайней мере еще двумя координатными детекторами на пути пучковых частиц; выполнение этих координатных детекторов в виде устройств для фоторегистрации изображений одного или нескольких сечений профиля пучковых частиц на входе в рабочий объем вершинного детектора и на выходе из этого объема; применение в качестве фотоприемников полупроводниковых матричных формирователей сигналов изображения с электронным способом считывания информации; наличие схемы сравнения изображений профиля пучка частиц в двух или более сечениях в окрестности рабочего объема вершинного детектора и формирования управляющего импульса на запись координат пучковых частиц, испытавших взаимодействие исследуемого типа в рабочем объеме вершинного детектора; выполнение устройств для фоторегистрации изображений профиля пучка частиц с применением афокальной оптической системы с телецентрическим ходом лучей в пространствах объекта и изображения и светоделителей; наличие плоских зеркал в рабочем объеме пузырьковой камеры, расположенных подоуглом 45 к иллюминаторам и пучку частиц. межуточного фотоприемника на носитель долговременного хранения.Указанная совокупность отличительных признаков обеспечивает устройству (его вариантам) ряд преимуществ по сравнению с принятым прототипом. Среди этих преимуществ необходимо отметить следующие: получение информации о координатах в сечениях пучка частиц в непосред- ственной близости к рабочему объему вершинного детектора повышает эффек тивность отбраковки фоновых событий повышение точности определения координат пучковых частиц, вызвавших взаимодействие в вершинном детекторе, до уровня 20 мкм размер структурной ячейки многоэлементного фотоприемника) при диаметре изображения пучка частиц около 15 мм с возможностью дальнейшего повышения точности локализации при условии пропорционального уменьшения изображения сечения пучка частиц или, наоборот, снижения точности локализации и для изображения пучка большего сечения возможность отказа от записи голограммы рабочего объема вершинного детектора на носитель долговременного хранения в первом варианте предлагаемого устройства в случае, если сравнение иэображений профилей пучка частиц в двух сечениях укажет на отсутствие искомого акта взаимодействия на данной голограмме.И случае применение предлагаемого устройства вместо прототипа возможно получение положительного эфгфекта, обусловленного перечисленными преимуществами, который заключается в следующем.Более строгая фильтрация фоновых событий, например, в стенках вер- шинного детектора повлечет повышение плотности исследуемых событий среди зарегистрированных и, следовательно, приведет к повышению эффективности регистрации исследуемых событий. Более строгая локализация координат пучковых частиц, которые вызывают акты взаимодействия в рабочем объеме вершинного детектора, позволяет снизить область поиска следов частиц в вершинном детекторе, относящихся кисследуемому акту взаимодействия и, следовательно, снижает трудоемкость поиска и измерения,