Устройство для детектирования заряженных частиц

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Я 0795206 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ва ка элеядра. ий0(5)иэлектричес принт ЕФИТЕКТИ одерж ществ сигна 0 ьГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГПФ(54) Ю) ЬСТРойСТВ 0 дЛЯ дВПНИЯ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ,щее в качестве рабочего вслой рыхлого диэлектрика,ч,3151) 6 01 Т 5/12 6 01 Т 1/18 ные анодные электроды, погруженныев центральную плоскость диэлектри ческого слоя и заземленные черезнизкоомное сопротивление, источникпйтания, катодные электроды, наложенные снаружи на диэлектрический слойи подключенные к отрицательному полюсу источника питания, о т л и.ч аю щ е е с я тем, что, с целью под"держания вясокого уровня эффективности регистрации частиц в течениедлительного времени работы, в неговведена электронная схема переключения полярности напряжения на наружных электродах детектора, .а в ка"честве вещества детектора испольэовадиэлектрик с ионной проводимостью.95206 510й15ф20 1 7Изобретение относится к методикеэкспериментальной физики, конкретно к устройствам, предназначеннымдля быстрой регистрации заряженныхчастиц с высоким временным и пространственным разрешением,Известны устройства для детектирования частиц, представляющие собой камеры, в которых в качестве рабочего вещества используются не га"зы, а рыхлые диэлектрические матери,алы13.Электроны, образованные частицев слое такого вещества, размножают"ся под действием поля и поступают.на проводящие полоски или нити, формируя на них импульсы. Соответствующим расположением полос или нитейвозможно определить Х и Э - координаты проходящей частицы.Известно также устройство для детектирования заряженных частиц, содержащее рыхлый слой диэлектрика,сигнальные анодные электроды, погру"женные в центральную плоскость диэлектрического слоя и заземленныечерез низкоомное сопротивление, источник питания, катодные электродыналоженные снаружи на диэлектрический слой, подключенные к отрицательному полюсу источника питания 2).Такой детектор обладает пространственным разрешением лучше, чем250 мки, амплитуда импульса, сформированного на нити 10 мв, при длителвности его по основанию менее6 нс. Указанные характеристики много лучше, чем соответствующие ха"рактеристики для системы многопроволочных камер.Недостатком указанного устройстваявляется уменьшение со временем амплитуды выходного импульса, а соответственно и эффективности регистрации частиц вследствие поляризациисреды.Целью изобретения является поддержание высокого уровня эффектив. ности регистрации частИц в течениедлительного времени рабаты детектора.Поставленная цель достигаетсятем, что в известное устройство длядетектирования заряженных частиц,содержащее в качестве рабочего вещества слой рыхлого диэлектрика,сигнальные анодные электроды, погруженные в центральную плоскость .диэлектрического слоя и заземленныечерез низкоомное сопротивление, источник питания, катодные электроды, наложенные снаружи на диэлектрический слой и подключенные к отрицательному полюсу источника питания, в него введена электронная схема переключения полярности напряжения на наружных катодных электродах детектора, т.е. на время паузы подается положительное напряжение, а в качестве рабочего вещества детектора использован диэлектрик с ионной проводимостью.На чертеже приведена блок-схема устройства для детектирования заряженных частиц.Устройство состоит из детектора, включающего в:.себя пару электрически соединенных катодных электродовсигнальных золоченных вольфрамовых нитей, толщиной в несколько десятков микрон, натянутые с шагом1 ц 0-250 мкм 2; рабочее вещество ввиде рыхлого диэлектрического слоя.3 (штриховка), электронного устрой ства ч для периодического измененияполярности напряжения на электродах..Так как при подаче,на электроды положительного напряжения детектор неработает, то длительность такой пауЗ 0 зы для устройства может быть сделана равной паузе между двумя после"довательными сбросами пучка на мишеньна ускорителях частиц (от нескольких миллисекунд до.десятков секунд)и источника высоковольтного стабили"зированного питания 5.Так как быстрый дрейф положительных ионов в диэлектрике затруднен,то со временем, в зависимости от плот.-.ности потока первичных заряженных чаФстиц, образуется экранирующее полесо стороны положительных ионов, препятствующее дальнейшему дрейфу, размножению и сбору вторичных электронов, С увеличением положительногообъемного заряда сильно растет такжеи рекомбинация электронов, Эти явления приводят к ослаблению сигнала,на анодах. Кроме того, в диэлектрикепомимо такой зарядовой .поляризации 50 может иметь место и обычная объем-.ная поляризация.Отрицательное действие обоих типов, поляризации можно преодолетьизменением на определенное время полярности напряжения на катодныхэлектродах. Ввиду того, что объемный положительный заряд в основномсосредоточен в малой области окоРедактор Й,Петрова Техред,В.Далекорей . Корректор А,ференц,Заказ 6655/3Тираж 710; Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 3-35, Раушская наб д. 4/5филиал ППП "Патент", г; Ужгород,. ул. Проектная, 4. 3 . 795 ло анодных нитей, то даже при небольшой подвижности .ионы могут со временем стекать на нити. При таком режиме питания (когда на электро" дах 1 положительное напряжение) положительный заряд может также нейтрализоваться электродами, образован. ными холодной эмиссией от анодных нитей, так как на их поверхности напряженность электрического поля до- .10 стигает 10 в/см.Применение в качестве пористого диэлектрика, диэлектрика облада" ющего ионной проводимостью и устройства, переключающего полярность на катодах, позволяет осуществить полную деполяризацию детектора.Использование предлагаемого устройства позволит проводить экспе 206 . 4рименты с постоянной высокой эф-Фективностью регистрации частиц,недостижимой с помощью других устройств,.с высоким временным (лучше, чем 10 с ) и прострвнотвенным(несколько десятков микрон) разрешениемс высокой стабильностьюрезультатов в течение длительноговремени работы детектора. бсли эффективность детектора без применения устройства, .переключающего полярность на катодных электродах и использования диэлектри" ка с ионной проводимостью падала на 10 за 1 мин непрерывной работы,. то проведенные испытания устрой-, ства показали, что такое же (10) падение наступает через 2 ч.