Способ трековой регистрации заряженных частиц

(43) Опубликован Государственный комитетСовета Мнинетров СССРпо делам изобретенийи открьгвй 53) УДЫ 539.1.074.27(0888 тень И,0978, 61 о 45) Дятв опбликования описииип 080878 Писарев 1)зйв Обь ован ный институт,ядерны 54) СНОСОВ ТРЕКОВОЙ РЕГИСТРАЦИИ ЗАРЯЖЕ ЧАСТИЦчто напряжен- накладываемодиапазоне Ео Ек а для катодно- условия я это тем,о поля Еды лежитт в10 д . Е(и матерйалвыбирают из Достигаетность внешнего на электрозначений 1,5рабочую средуго электродаВ -чЬЭ" Ж,где ЕН"ч;К -и пробоя ар ядов В моплотной(22) Заявлено 1904.77(23) 2476с пигоейиноппем звйвки ЭЙ Изобретение относится к методам трековой. регистрации заряженных частИц и среде и может быть использовано в экспериментальной ядерной физике.Известен способрегистрации следов заряженных частиц в рабочей среде детектора путем наложения на электроды постоянного электрического поля 1.Однако при использовании внешнего: Постоянного поля с напряженностью, превышаккаей Пробойное напряжений рабочей среды, в детекторе возникают ложные электрические разряды, не связанные с прохождением частиц.Наиболее близким техническим реше Вием к изобретению является способ трековой регистрации заряженных частиц в детекторах путем наложения высо Коволътного электрического поля в га" заобразных средах21. При этом способе снижается эФФективность регистрации частиц в плотных средах, а в случае использования жид- ких сред этот способ прекращается.Целью изобретения является повышение эффективности регистрации часм тиц в детекторах с плотной средой и расширение класса рабочих сред, используеьйх в детекторах. напряженность полясреды;одвижность ионов и электронов в среде;П -средняя плотность зв начальном треке 1 У -потенциал ионизации атоморабочей средыЯ 1 -работа выхода электроновиз катодного электрода врабочую среду, при этомочищающее поле. и рабочийимпульс подают на электроды одной полярности. мент прохождения частицы в среде в треке возникает ко з положительных и отрицатель- ядов, образующих плазму. Заря действием внешнего поля смеплазменная колонка становит-, олярной и непосредственно у. ости катода Формируется ска= енциала. Для величины Ев, нахадяшейся в указанном диапазоне зна- чений, напряженность поля в патенци альнам скачке становится значительна выше поля Е. Пад действием первичных положительных ионов в треке и высокой напряженности поля в скачке потенциала, превышающей пробойное напряжение" 5 Ек, с поверхности катода в рабочую среду инжектируются электроны, кото рые сразу попадают в электрическое поле скачка и размножаются, В этом процессе автоматически локализуется 0 место выхода электронов иэ катода в рабочую среду в треках, а также происходит самоподдвржаине процесса инжекг ции электронов и их размножение в по ле потенциального скачка. )5П р и м в р, Требуемое условие Я, -ЯуЪ Я можно удовлетворить, выбрав например, в качестве материала для катодного электрода алюминий, имеющий Юа"-4,24, а в качестве рабочей среды - жидкий азр, для котоерого Я,51.даа 2 10Е э 3 10 в/см.В следе заряженной частицы э жидком азоте образуется. плазменная колонка о плотностью зарядов Оф "ф, гдето" число зарядов в треке на одном санти- метре пути частицы и 3 начальное поПеречнов сечение трека, Обьрно величй на йе,"10 ф сми Уъ 10 ф см поэтому О -10 см ф . Отсюда следует, что вели-, чина внешнего уоля должна,лежвать вЗ 0 диапазоне Зф 10.в/см 4 Е 4 3 10 в/см.При этом, как показывают расчеты, нап" ряженность поля в треке в прикатодном слое достигает величины 6 Е , т.е. существенно выше пробивного значения 35 для азота. В таком детекторе электроны, выходящие из катода в азот под действием положительных ионов в треке, попадают в сильное прикатадное пале и интенсивно размножаются. КоэФФициент размножения электронов можетрегулироваться путем изменениянапряженности внешнего поля в пределах указанного диапазона и изменениядлительности его действия,Использование предлагаемого способа трекавай регистрации заряженныхчастиц позволяет повысить эФФективность регистрации частиц в плотныхсредах и расширить класс веществ дляиспользования в детекторах.Формула изобретенияСпособ трекоэой регистрации заря-женных частиц э детекторах путем налажения,на электроды высоковольтногоэлектрического поля, о т л и ч а юш и й с я тем, что, с целью поиаае-;ния эФФективности регистрации частицв .платной среде, напряженность энеанего паля Е , накладываемого иа влектроды, решит в диаразоне значений15 10 ц /Х,ЕК 4 Ео 4 Ек, а рабочую среду и материал для катодногоэлектрода выбирают из.мсловияТ"цМд.гдв Ч 1 - потенциал ионизация атомойрабочей, среды, ф= работа выхода электронов из катодиого электрода в раба.чую среду, ЕК - напРяжениость поляпробоя среды, К, К - подвижностьионов и электронов в среде, й -,сред.няя плотность зарядов в начальномтреке, .при этом очищающее поле и рабО 1 ий импульс подают на электроды одной полярности.Источники инФормации, принятые всвнимание при экспертизе."1. Дайан И.И. и др., Искровые ка,Мери, Атомнздат, 1967, с. 9.2. Писарев А.Ф. и др., ЖЭТФ, т. 63,1562, 1972,Составитель Ю.Алешин РД с 8Филиал ППП Патент, г Ужгород, ул, ПрОектная, 4 редакторЕ,Гончард урКорректорй ВеселовскаяЗаказ 5394/38 Тираж 702 Подписноецниипи Государственного комитета Совета Министров сссрпа делам изобретений и открытий113035 Москва ЖРа акая наб, . 4 5