Устройство для идентификации заряженных частиц

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскмкСоцмапмстмческмкРеспубпмк(23)ПрнорнтетОпубликовано 28,02,83, Бюллетень8Дата опубликования описания 28,02,83 во аевем кзвбретенкй и вткрыткй(511) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ Изобретение относится к экспериментальной Физике высоких энергий, а именно к устройствам для идентификации заряженных частиц высоких энергий. Известны устройства для идентификации заряженных частиц высоких энергий, состоящие из двух основных частей - радиатора рентгеновского пе 1 О реходного излучения (РПИ) и детектора, в котором выделяется энергия за счет поглощения квантов РПИ и иони. зационных потерь первичной частицы. В качестве детектора используют газовые пропорциональные, дрейфовые камеры (ПДК) или их сочетания, наполненные тяжелым инертным газом (аргон, криптон, ксенон) для эффективного поглощения квантов РПИИ гоНаиболее близким к предлагаемому является устройство для идентификации заряженных частиц больших энергий, состоящее из радиатора переход 2ного излучения, газовых ПДК и регистрирующей системы,Заряженные частицы высоких энергийв радиаторе образуют кванты РПИ ивыделяют энергию в ПДК за счет поглощения квантов РПИ и ионизационных потерь.Тяжелые частицы, которые в радиаторе не образуют кванты РПИ, в ПДК выделяют энергию только за счет ионизационных потерь. Отличие величин энерговыделений в этих двух случаях позволяет идентифицировать частицы высоких энергий по массам2).Недостатком этого устрОйства является низкая эффективность регистрации квантов РПИ с энергией больше15 кэВ, что ограничивает диапазонэнергии применения этих устройств,Цель изобретения - увеличение диа.пазона энергии и улучшение чувствительности к массам частиц.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве для идентификации заряженных частиц больших энер.1000 Э 5 Э гий, состоящем из радиатора переходного излучения и регистрирующейсистемы, эа радиатором переходногоизлучения установлен конвертер, выполненныи в виде нескольких слоеввещества, число слоев и, материали толщина каждого слоя 1 выбраны иэследующих условий: где Х и Р - параметры, зависящие отвещества конвертера и энергии Фотоэлектронов;О - сечение фотопоглощения квантов15РПИ в конвертере,В таком случае кванты РПИ эффективно поглощаются в конвертере, а образованные в конвертере фотоэлектроны эфФективно выходят из него. Для конвер 6 20тера из золота Р = 1,25, Х = 16 Е ,где Е- энергия фотоэлектронов, Регистрирующие детекторы для фотоэлектронов(газовые ПДК, искровые камеры ,ИК),полупроводниковые детекторы (ППД) ит.д.). установлены за и перед слоямиконвертера.В. спучае идентифийации заряженныхчастиц в пучках вместо многослойного .конвертера установлен однослойный конвертер толщиной 1 под углом 6 =1/ик первичному пучку, В этом случае регистрирующие устройства для Фотоэлектронов ППД, микроканальные пластины,сцинтилляционные счетчики) расположены с обеих сторон конвертера такимобразом, что первичный пучок не проходит"через них. 4Заряженная частица, проходя чере,зрадиатор 1, образует кванты РПИ, Частьэтих квантов выходит из радиаторов ив конвертере 3 образует фотоэлектроны. Часть этих Фотоэлектронов выходит из конвертера, регистрируетсяв пропорциональных. или искровых камерах и выделяет там энергию)Г 7 КэВ,тогда как заряженная частица за счеттолько ионизации выделяет там энергию всего. 0,3 КэВ, Большая разница между этими значениями энерговыделений позволяет четко разделить случаи с образованием квантов РПИ и безнего и тем самым увеличивает чувствительность к массам заряженных частиц,Так, пион и протон с энергиями500 КэВ в таком устройстве регистрируются с эффективностями95 и 51соответственно,Использование предлагаемого устройства по сравнению с известными напорядок увеличивает диапазОн энергии применения детекторов РПИ, атакже открывает воэможность создания чувствительных и дешевых детекторов РПИ больших размеров за счет.использования искровых камер, наполненных гелием.Предлагаемое устройство можетнайти применение также для регистрации малоинтенсивных потоков жесткого рентгеновского излучения. Формула изобретенияНа Фиг. 1 приведена схема устройства, состоящего из радиатора РПИ и мно-фО гослойного конвертера; на Фиг, 2 - схема устройства в случае, когда конвертер из одноо слоя установлен под углом к первичному пучку.Устройство состоит из радиатора 1- 45 РПИ, который представляет собой слоистую среду, состоящую из 1000 слоев майлара 2, каждый толщиной 25 мкм, рас,стояние между слоями 7,5 10 см, конвертера 3, состоящего из 20 слоев золо В та, каждый толщиной 2000 Й, регистрирующей системы ч, которая представляет собой газовые пропорциональные камеры (ПК), либо искровые камеры толщиной слоя 1 см, наполненные гелием, 55либо ППД и т,д,Устройство работает следующим образом. Устройство для идентификации заряженных частиц больших энергий, состоящее из радиатора переходного излучения и регистрирующей системы, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью увеличения диапазона энергий, а также улучшения чувствительности к массам частиц, за радиатором переходного излучения установлен конвертер выполненный в виде нескольких слоев вещества, число слоев и, материал и толщина каждого слоя 1 выбраны из следующих условийехр(-ор. Се(х1; ио е =,где Х и Р параметры, зависящие отвещества конвертера и энергии фотоэлектронов;О - сечение фотопоглощения квантоврентгеновского переходного излученияв конвертере,1000959 Рахмановр Коррект Составитель актор А. Лежнина Техред М.Тепулпа Тираж 708ударственного комитета Селам изобретений и открытсква, Ж, Раушская наб каз 1380/19 ВНИИПИ по 113035, писн ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная Фили 5Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Юань Л.С.Л. Обзор экспериментальных работ. Труды международногосимпозиума по переходному излучению частиц высоких энергий. Ереван,1977, с. 81,2. Мюллер Д., Черри М.Л, Спектр и энергетическая зависимость рентгеновского переходного излучения. Труды международного симпозиума по переходному излучению частиц высоких энергий. Ереван, 1977, с. 137 (прототип),