МНОГОСЛОЙНЫЙ ГАЗОВЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ Российский патент 2010 года по МПК G01T1/18 

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано в физике высоких энергий, ядерной физике, астрофизике.

Газовый электронный умножитель или Gas Electron Myltiplier (GEM) относится к классу газовых детекторов. Известно устройство (F.Sauli, "GEM: a new concept for electron amplification in gas" Nuclear Instruments and Methods, A 386, pp 531-534, 1997), представляющее собой тонкую диэлектрическую пластину, покрытую с двух сторон медной фольгой, в которой проделано множество отверстий.

При подаче напряжения между медными электродами в отверстиях возникает сильное электрическое поле. Электроны, появляющиеся в газовом промежутке при внешнем излучении, под воздействием электрического поля начинают дрейфовать и фокусироваться в отверстиях. В этих отверстиях за счет сильного электрического поля развиваются электронные лавины. Часть электронов лавины выходит из отверстия в газовый промежуток на другую сторону пластины, что используется для дальнейшего усиления или регистрации на считывающем электроде.

В данном устройстве имеются следующие недостатки: коэффициент усиления зависит от напряжения, приложенного между металлическими пластинами, и ограничен возможностью пробоя изоляции диэлектрической пластины.

Для повышения коэффициента усиления используется каскадное включение газовых электронных умножителей (A.Breskin, "GEM photomultiplier operation in CF4" Nuclear Instruments and Methods, A 483, pp 670-675, 2002).

Недостатком такого устройства является пропорциональное увеличение стоимости детектора (основная стоимость связана с изготовлением электрода) и заметное усложнение конструкции камеры.

Для упрощения изготовления электрода и конструкции камеры в целом предлагается изготовление газовых электронных умножителей с большими коэфициентами усиления на основе многослойной печатной платы.

На чертеже изображено заявляемое устройство. Газовый электронный умножитель выполнен в виде многослойной печатной платы из фольгированного стеклотекстолита со сквозными отверстиями. При прохождении лавины электронов через устройство происходит последовательное усиление сигнала на парных слоях 1, 2, 3. Первый газовый электронный умножитель имеет общий электрод со вторым газовым электронным умножителем, а второй газовый электронный умножитель имеет общий электрод с третьим газовым электронным умножителем. Считывание усиленного сигнала происходит с нижнего слоя 3 газового электронного умножения.

Изобретение относится к ускорительной технике и может применяться в физике высоких энергий, ядерной физике, астрофизике для регистрации заряженных частиц при малых и больших интенсивностях. Технический результат - повышение коэффициента усиления электронного умножителя, увеличение быстродействия, возможность определения координат частиц. Технический результат достигается тем, что все газовые умножители электронов соединены в одно устройство и имеют общие электроды при многокаскадном соединении. 1 ил.

Устройство для измерения координаты траектории заряженных частиц, включающее газовые электронные умножители, отличающееся тем, что газовые электронные умножители соединены в одно целое в виде многослойной печатной платы, причем первый газовый электронный умножитель имеет общий электрод со вторым газовым электронным умножителем, а второй газовый электронный умножитель имеет общий электрод с третьим газовым электронным умножителем.