Детектор заряженных частиц и излучений

Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное (22) Заявлено 25,04.8 авт. свид-ву - (21) 2916620/18 Ч К., з С 01 Т с присоединением зая Государственный коцит(088.8) нор итетв по делам изобретений(45) Дата опубликов ТЕКТОР ЗА И ИЗЛЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦЧЕНИЙ Изобретение относится к технике эксперимента физики элементарных частиц и атомного ядра, в частности к,устройствам детектирования и идентификации заряженных частиц и спектрометрии ионизирующих излучений,Известны детекторы частиц и излучений, основанные на регистрации вторичных продуктов, образуемых при прохождении исследуемых частиц через вещество. В частности, к.таковым относятся и микроканальные пластины (МКП), при применении которых на коллекторе регистрируют возникающие в микроканалах под действием падающих частиц вторичные эмиссионные электроны 1.Ближайшим к предлагаемому по технической сущности является детектор заряженных частиц и излучений, содержащий пластину и расположенный на одной из ее торцовых поверхностей эмиттер с высоким коэффициентом вторичной электронной эмиссии 2.В известном детекторе в каналах МКП размножаются фотоэлектроны, выбитые падающим излучением из эмиттера, В качестве таких эмиттеров используют тонкие покрытия из тяжелых металлов (например золото), галоидно-редкоземельных и щелочно-галоидных соединений,Однако при высоком координатном цвременном разрешениях такой детектор обладает существенным недостатком: частицы, проходящие по оси микроканала или 5 попадающие в межканальньщ промежуток,не регистрируются вообще, образующиеся в эмиттере вторичные электроны поглощаются в толще вещества самого эмиттера (коэффициент эмиссии мал, например 0 для золота он равен 1,81) Это явлениеобуславливает низкую эффективность регистрации и ее сильную зависимость от вида регистрируемых частиц и их энергий.Цель изобретения - увеличение эф фективности регистрапни.Цель достигается тем, что в детекторезаряженных частиц и излучений, содержащем коллектор, делитель напряжения, микроканальную пластину и расположенный О на одной из ее торцовых поверхностей эмиттер с высоким коэффициентом вторичной электронной эмиссии, эмиттер выполнен в виде диэлектрического пористого слоя с проводящим покрытием, электрически сое диненным с делителем напряжения.В детекторе на передний торец микроканальной пластины наносят слой (толщиной - 100 мкм) диэлектрического рыхлого (плотность 0,7 - 2% от нормальной) высозо коэффективного эмиттера (коэффициентвторичной электронной эмиссии - 1000), например из МдО, и помещают его в сильное электрическое поле (для 100 мкм МОО - 104 В/см), направленное от поверхности МКП в глубь слоя. Это поле образуется разностью потенциалов, приложенных к подложке эмиттера и входной поверхности МКП.На чертеже изображен общий вид устройства.10Оно состоит из микроканальной пластины 1, на переднюю поверхность которойнанесен слой,МдО 2 (толщиной 100 мкм иплотностью 1 - 2 О/о от нормальной), Верхняя (по чертежу) поверхность МдО покрыота - 1000 А слоем А 1 3, создающим электрический контакт слоя на МдО с проводящим кольцом 4, впрессованным в шайбу 5,выполненную из изоляционного материала 20(например тефлона). Между изоляционными шайбами 6 и 7 зажаты плотно прилегающая к нижней (по чертежу) поверхности МКП шайба 8 из медной фольги идиэлектрическая шайба 9, лежащая на поверхности коллектора 10. К верхней (почертежу) поверхности МКП приклеен проводящим клеем контакт 11, соединяющийверхнюю поверхность МКП с делителемнапряжения 12. Проводящее кольцо 4 и З 0шайба 8 также подключены к делителю напряжения 12 подпаянными выводами 13 и14 соответственно. Для равномерной стяжки устройства, обеспечивающей параллельность зазора между МКП 1 и коллектором 3510 (порядка одного миллиметра), все устройство стянуто тремя винтами 15, подпружиненными пружинами 16. Выходной сигнал снимается через разделительную высоковольтную емкость 17; сопротивление нагрузки обозначено позицией 18,Устройство работает следующим образом.При прохождении регистрируемой частицы через слой МдО 2, в последнем возникают локализованные в месте прохождения частицы лавины вторичных электронов, которые вытягиваются электрическим полем, приложенным к слою МдО 2, на поверхность МКП 1 и после усиления в ней собираются на коллекторе 10. Формируемый импульс снимается известным способом.Применение предлагаемого устройства, кроме малости вещества ( - 10 ф г/см) на пути регистрируемой частицы, позволяет сильно уменьшить поглощение вторичных электронов в слое эмиттера, обеспечить полный их сбор на поверхность МКП, а также добиться увеличения их числа за счет размножения в порах эмиттера, находящегося в электрическом поле. При расположении такого детектора под неоольшим углом (порядка нескольких градусов) к регистрируемой частице можно добиться 100 О/о-ной эффективности регистрации.Формула изобретенияДетектор заряженных частиц и излучений, содержащий коллектор, делитель напряжения, микроканальную пластину и расположенный на одной из ее торцовых поверхностей высокоэффвктивный эм иттер с высоким коэффициентом вторичной электронной эмиссии, отл ич а ющи й с я тем, что, с целью увеличения эффективности регистрации, эмиттер выполнен в виде диэлектрического пористого слоя с проводящим покрытием, электрически соединенным с делителем напряжения.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;1. Люк К, Л. Юон, Ац Цзянь Сюн. Принципы и методы регистрации элементарных частиц. М., Изд-во Иностр. лит 1963, с. 111, 136, 314, 333,2. Горн Л, С., Хазанов Б. И, Спектрометрия ионизирующих излучений на космических аппаратах, М., Атомиздат, 1979, с. 208, (прототип).ип. Харьк, фил. пред, Патент Заказ 365/275 Изд.132 Тираж 719НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретен113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное открытий