Устройство для определения углового распределения заряженных частиц при многократном рассеянии

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 4 С 01 Т 1/2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОБРЕТЕНИЯЕЛЬСТВУ ПИС(71) Институт ядерной физикиАН УЗССР(56) Бедняков А,А Дворецкий В.Н.,Савенко И.А., Тулинов А.ф, Многократное рассеяние протонов с энергией75-200 КэВ в твердых веществах.11"Вестник Московского Университетафиз. астроном. 1965 с. 55-63, 9 1.Ноогоп, Ргеешап, Капе Бша 11 апн 1 ешп 1 г 1 р 1 е Бсаггегхпд аЕ 12-40 МеУЬеачу 1.опз йгош гМпйо 1 з "Нцс 1.Лпзгг.апй МегЬойз". 124, М 1,29-39 (1975 г)РцщЬ К.1., Кешрег КЛ. Мооге С,Е.,Ее 11 ег А.Р. Ми 1 г,хр 1 е зсаггегшя ог Ьеачу допз гЬгопфь дЕ ББигйасе Ьагг.ег йегесгогз "Мас 1.Лпзсг апй ИеСЬойз 131-291-298(54)(57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ ПРИ МНОГОКРАТНОМ РАССЕЯНИИ их материалами, состоящее из камеры рассеяния с детектором заряженных частиц и коллиматором, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью одновременного измерения углового распределения, упрощения процесса измерения, ;цовйшения точности, экспрессности, камера заполнена легким газом, а коллиматор направлен под фиксированным углом на часть газового объема, расположенную за образцом,2, Устройство по п. 1, о т л и -ю щ е е с я тем, что в качестегкого газа использован водород.5О15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к устройствам для изучения многократногорассеяния частиц, преимущественноускоренных на циклотронах или другихускорителях при прохождении ими поглотителей различных толщин из различных материалов, Данные по многократному рассеянию заряженных частиц материалами необходимыми припослойном анализе содержания вещества ядерно-физическими методами, приконструировании ядерно-физическихустановок, а также в целях развитиятеории ядерных столкновений.Известно устройство для изучениямногократного рассеяния протонов,в котором измеряется угловое распределение рассеянных частиц после прохождения образца, .расположенного ввакуумной камере, рассеянные частицы регистрируются с,помощью ядерныхфотоэмульсий, Метод фотоэмульсийне является экспрессным, плохо поддается автоматизации. Поэтомув настоящее время почти во всехэкспериментах используются полупроводниковые детекторы. В работедля исследования многократногорассеяния тяжелых ионов использовался позиционно-чувствительный кремниевый детектор, однако вследствиетого, что он не перемещался, данныеохватывают ограниченный диапазонуглов, т,е. не дают полнотыизмеряемой функции многократногорассеяния,Наиболее близким по техническойсущности является устройство дляопределения углового распределениязаряженных частиц при многократномрассеянии их материалами, состоящееиз камеры рассеяния с детекторомзаряженных частиц и коллиматором.Угловое распределение многократного рассеяния измеряют регистрацией числа частиц, рассеянных исследуемым образцом под различными угла-,ми к первоначальному направлениюпучка, с помощью позиционно-чувствительного детектора с многощелевойдиафрагмой Для получения полнойкартины распределения детектор перемещают с шагом 5 мм.фОднако существенными недостаткамиэтого устройства являются;1Устройство не позволяет получить все угловое распределение одновременно с помощью одной установки детектора, которое к тому же являет ся не непрерывной, а дискретной функцией угла.2. Использование сложного и дорогого позиционно-чувствительного детектора вместо обычного поверхностно-барьерного или литий-дрейфового, что требует, кроме того, точно калиброванных щелей, что является основным источником погрешностей измерений. Все вти недостатки объясняются тем, что, измеряют непосредственно число частиц, рассеянных исследуемым образом в каждом данном направлении,Целью изобретения является .одновременное измерение углового распределения, упрощение процесса измерения, повышение точности, экспрессности путем регистрации энергетического спектра упруго рассеянных частиц иего последующего пересчета в угловоераспределение,Указанная цель достигается тем,что в устройстве для определенияуглового распределения заряженныхчастиц при многократном рассеянииих материалами, состоящем из камерыс детектором заряженных частиц иколлиматором, камера заполнена легким газом, а коллиматор направлен под фиксированным углом на часть газо вого объема, расположенную за образцом, а в качестве легкого газа использован водород. При этом объем газа, "видимый" детектором, служит вторичным рассеивателем. Это позволяет вместо непосредственного измерения числа частиц, .вылетев. шнх в различных направлениях из образца вследствие многократного рассеивания, измерять под фиксированным углом энергетический спектр их вторичного рассеяния на газовой мишени, который затем пересчитывают в искомое угловое распределение. На фиг, 1 приведена схема предложенного устройства; на фиг, 2 - энергетические спектры упругого рассеяния протонов на водороде в отсутствии образца; на фиг. 3 - то же, в присутствии образца; на фиг. 4 - энергетические спектры упругого рассеяния дейтонов на водороде в отсутствии образца; на фиг. 5 - то же, в присутствии образца,Устройство для определения углового распределения заряженных частиц при многократном рассеянии сос1063201 0 Аналогичный результат бып получен в случае изучения многократного рассеяния дейтонов с энергией14,4 ИэВ при прохождении ими алюминиевой фольги толщиной 78 мг/см, при 6 =.189 Энергетические спектры .упругого рассеяния дейтонов на водороде, полученные без образца и с образцом, приведены на фиг. 3, 4. Сплошная кривая на фиг. 3 является резуль. .татом теоретических расчетов и последующего преобразования по соотношениям (3) и (7). 7разце и возможной неравномерностью толщины фольги, а также собственным разрешением спектрометра. Сравнение с пиком на фиг, 2 свидетельствует о том, что определяющим является собственное разрешение спектрометра. Поэтому в выражении (7) использовалась величина оо , полученная лишь из ширины аппаратурного пика (см. фиг, 2) . 8Таким образом, заявленное устройство имеет следующие преимуществапо сравнению с прототипом, которыйявляется базовым объектом:5 1. Угловое распределение определяется одним измерением путем регистрации энергетического спектра подфиксированным углом, что упрощаетполучение результата и повышаетэкспрессность измерений. Улучшаетсятакже точность измерений, посколькув прототипе погрешность определяется неточностью измерения щелей, а вданном устройстве всего один коллиматор, размеры которого вообще невходят в расчет,2. Для измерений используютсяболее простые и дешевые детекторы,так как не требуется их позиционнаячувствительность,З.Измеряемое угловоераспределениеявляется непрерывной, (а не дискретной)функцией угла,чтодает более полную информацию обуглоовм распределении.П. Горькова Техред И.Пароцай Корректор И. Эрд Редак иэобретений и открытийа, Ж, Раушская наб., д. 4/5 аэ 8136/3 Тирад 747 Подписи ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам35, Иоскв ал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4