Калориметр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСООИАЛИСТИЧЕОМХРЕСПУБЛИК ИИ (И) 80(57) Изобретениеции ядерных иэлучиспользовано в кталл-сцинтиллято ся регистраможет быть трах типа меиэобретенияаса ний орим Цеерений сти устэлектрон величине г электрвозник све-, одуГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИПРИ ГКНТ СССР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТ/ЕР/86-131.Ге за 1 ет Н. е1 еаМ рйосоп сатдса 1 геадоцт1 985, 284,т а 1. А.св 1 пг 111 агог 1 огипетег цз 1 пя орвувгешв КТМ А 240,Изобретение касается изм ядерных излучений, в частно ройств, измеряющих энергию ов, гамма-квантов и адронов по сцинтипляционных сигналов о омагнитных и адронных ливней, ающих в калориметрах типа сэндвич ме-. талл-сцитиллятор.Целью изобретения является повыше ние точности определения энергии и достоверности идентификации частиц высоких энергий путем повышения уровня разделения электронов и адронов и однородности отклика калориметра.В предлагаемом калориметре модульного типа. каждый модуль состоит из нескольких (2-5) частей, а вывод левого сигнала от каждой части м повышение точности определения энер-. гии и достоверности идентификации частиц высоких энергий; достигается путем повышения уровня разделения электронов и адронов в калориметре и однородности отклика калориметра, Калориметр выполнен в виде модулей, расположенных продольно по отношению к направлению траектории частиц, и состоит из чередующихся пластинметалла н спинтиллятора, через кот 6- рые проходит волоконный световодсместитель спектра, причем он выполнен в виде спирали, проходящей через все сцинтипляционные пластины в круговых и наклонных пазах, а модули калориметра разбиты по глубине на час ти, каждая из которых просматривается своим волоконным световодом. 1 ил. ля осуществляется с помощью одного оптического волоконного световода-сместителя спектра, который последовательно "опрашивает" ( проходитчерез) сцинтнлляционные пластиныотдельной, части модуль, Использованиеспирального волокна для сбора светапозволяет улучшить эффективность иоднородность светосбора, уменьшаетпри модульной структуре количествои относительную плбщадь зон.неэффективной .регистрации, от которых зависит точность определения энергии частиц и повышается надежность индентифицирования. Кроме того, вывод светаспнралъньг спектросмещающим волокномпозволяет во-первых, сохранить модульную структуру калориметров, т.е.калоржетр состоит Из одинаковыхвзажозвменяемых модулей, которыемогут собираться в аобой конфигурации; во-вторых, обеспечивает возможность разбиения модуля калориметра нанесколько частей без ухудшения однородности отклика, т,е, без созданияэон неэффективной регистрации и эоннелинейности между величиной отклика и энергией поглощенной частицы;в-третьих, обеспечивает высокую.эффективность сбора света, т.ерегистрапию 1,5-2 фотоэлектронов отОдной сцинтилляционной пластины при 15прохождении минимально иониэирующейчастицы,На чертеже схематически изображенпредлагаемый калориметр,Все частН калориметра или несколько частей модуля состоят каждая иэсцннтилляционных 1 и свинцовых 2пластин, количество которьм можетбыть от 5 до 10 размером (в рассэатриваемом случае) до 100 х 100 мм,Между пластинами имеются зазоры 3,размером 1-2 мм, образованные прокладками 4, расположенными вблизи осимодуля. Оптический волоконный смести;тель спектра 5 размещен в углублен-ных в тело сцинтилляционных пластинсо стороны их торцовых поверхностейкруговых н наклонных пазах и проходит через надрезы в свинцовыхпластинах 6 между отогнутыми в нап-.равлениях соседних сцинтилляционныхпластин краями надрезов. Диаметр днакруговых пазов равен разности диаметров вписанной в сцинтилляционнуюпластину окружност. и двойного диамет 40ра волоконного световода-сместителяспектра.Оба торца каждого световода-сместителя спектра непосредственно либочерез Оптические волокна того же диа, 45метра присоединяются к фотоприемнику.Оптические волокна, соединенныес волоконным световодом-сместнтелем спектра,могут выходить как в поперечном, таки в продольном направлениях по этно 50шению к Направлению траекторий частиц.В последнем случае все части модуля вместе с одним или несколькимнфотоприемниками могут .быть помещены в один кожух, причем волоконныесветоводы-сместители спектра прохо 55дят к фотоприемникам через параллельные оси модуля пазы в сцинтилляцион".ных и свинцовых пластинах,Для уменьшения количества фотоприемников может быть использована задержка сигналов в оптическом волокне,Для этого сигналы от спектросмещающего волокна поступают в оптическоеволокно, длина которого для отдельных частей модуля выбирается такой,чтобы разность временных задержек прихода сигналов к фотодетектору от час"тей модуля была больше длительностисигналов на выходе фотодетектора, Вреальной ситуации длительность сигналов отдельных частей модуля по основанию с учетом собственной длительности фотоприемника ФЭУ) не превышает 10-15 нс н оказывается достаточной разность задержек 15-20 нс, чтосоответствует разности длин оптических волокон 3-4 м при удельной за,.ерж.ке в оптических волокнах, составл ющей около 5 с/см,Как показывают результаты измерений, даже одна часть предлагаемойконструкции модуля 10 свинцовых исцинтилляционньм пластин), расположеннан перед электромагнитным калориметром с полосковым световодом-сместителем спектра в 3-5 раэ снкхает величину неоднородности в отклике валорыетра При прохождении частиц вблизисветовода-сместителя спектра.Изготовлен модуль калориметра,состоящий из четырех частей, каждаяиз которых содержит по 10 сцинтилляционных пластин толщиной 5 мм и свинцовых пластин толщиной 3 мм. Прииспольэованной толщине свинцовыхпластин общая толщина свинцовыхпластин 120 мм, что достаточно дляполного поглощения электромагнитныхлин.ей вплоть до энергий в несколько тысяч ГэВ. Неоднородность светособирания при прохождении частиц впределах размеров сцинтилляционной,пластины не превышает 52, что вдвоелучше, чемв прототипе,Достигнутый уровень разделенияэлектронов и адронрв,при использовании модуля калориметра (1 О свин"цовых и сцинтилляционных пластин)и суммарного сигнала от остальныхтрех частей составил 20 при 95 Хэффективности регистрации электронов.,формула изобретения1Калорииетр, содержащий модули,расположенные продольно по отношению к направлению траекторий частиц17572Ьности отклика калориметра, модули калорииетра разбиты по глубине иа части, причем каадая часть состоит из чередующихся металлических н сцинтилляционных пластин и волоконного световода-сместителя спектра, выполненного в виде спирали, проходящей через все сцинтилляционные пластины в круго.вых и наклонных пазах. Составитель С,МихТехред Л.Олийнык нко Корректор Редактор Л Заказ 4338 ан Тирах 35 одписное ударственного комитета по нзобре 113035, Москва, Ж"35, Раув арина,10 ельский комбинат "Патент", г од ул роизводственно 5 5 и состоящие нз чередующихся металлических и сциитипляционных пластин и волоконных световодов-сместьгелей спектра, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьвеияя точности определения энергии и достоверности идентификации частип высоких энергий путем повывения уровня разделения электронов и адронов и однородиям н открытиям при ГКНТ СССя наб., д. 4/5