Пузырьковая камера Советский патент 1983 года по МПК G01T5/06 

Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике, в частноти к исследованиям свойств элементарных частиц с помощью пузырьковых камер, и может быть использовано В качестве вершинного детектора с голографическим съемом информации.

Известна пузырьковая Ксимера, содержащая корпус с рабочей жидкостью. Съем информации осуществля ется с помощью системы стереофотографирования. Кроме того, пузырьковая камера содержит также систему расширения, с помощью которой рабочая жидкость приводится в состояние, чувствительное к ионизирующему излучению. Пролетающие в жидкости заряженные частицы оставляют следы в виде пузырьков пара, стереофотографие этих следов позволяет восста новить происходящие в пузырьковой камере события Щ .

В настоящее время большой интерес представляют исследования короткоживущих частиц с временем жизни 10 -10 с и длиной пробега около 0,5 мм. Существующие пузырьковые камеры с обычной системой фотографирования не позволяют регистрировать подобные частицы.

Для их регистрации необходима камера с голографическим съемом информации .

Наиболее близкой к предлагаемой является пузырьковая камера с голографическим съемом«информации, содержащая корпус с рабочей жидкостью систему расширения, теплообменник, систему голографирования.

Камера представляет собой жидководородную пузырьковую камеру с кор пусом, выполненным из прозрачного материала (лексана , и является по существу чистой, так как в ней полностью отсутствуют всякого рода уплотнения, а количество металлических элементов конструкции сведен к минимуму. Система расширения в этой камере располагается в нижней части корпуса. Подвижный элемент системы расширения :; поршень) воздей ствует на гибкую мембрану, которая конструктивно является частью корпуса ..

В верхней части корпуса размещены теплообменник, служащий для термостатирования рабочей среды камеры линия наполнения-опорожнения и чувсвительные элементы контрольно-измерительной аппаратурьт.

.В камере возможен голографичес-. кий съем информации, который осуществляется системой голографирования. Голографирование возможно в той части объема, где боковые стенк корпуса плос1 опараллельны .

Однако выполнение систейл расширения с одним подвижным элементом приводит к возникновению вибрации корпуса камеры, что отрицательно сказывается на точности восстановления событий с получаемых голограм Лексановый корпус камеры технологически сложен в изготовлении, так как конструктивно представляет собой плавное сопряжение конусообразной нижней части с верхней, выполненой в виде параллелепипеда. Полезный (голографируемыйР объем камеры составляет лишь незначительную часть общего объема, так как голографирование возможно только в верхней части камеры, имеющей плоско-параллельные стенки, таким образом коэффициент использования объема камеры мал

VC.Vr/Vo,

где К - коэффициент использования

объема камеры; Vf. - голографируемый (полезаый}

объем камеры; VQ- общий объем камеры.

Целью изобретения является устранение вибрации корпуса, увеличение коэффициента использования- объема камеры и упрощение конструкции корпуса камеры.

Указанная цель достиг.ается тем,, что в пузырьковую камеру, с голографическим съемом информации г содержащую корпус с рабочей жидкостью, систему расширения, теплообмекник, систему голографирования, дополнительно введен вытеснитель, система расширения выполнена в виде двух симметрично расположенных подвижных элементов, между-которыми расположе вытеснитель, на внешней поверхности которого размещен теплообменник, а ось системы расширения находится над осью голографирования и параллена ей.

На чертеже представлена конструкция предлагаемойкамеры.

Камера состоит из корпуса 1, ограничивающего общий объем камеры 2, который заполнен рабочей жидкостью. В камере расположен вытеснитель 3, который размещен между двумя подвижными элементами (поршнями) 4 системы 5 расширения, ось системы расширения обозначена позицией 6. На внешней поверхности вытеснителя 3 размещен теплообменник 7., в теле вытеснителя расположены линия наполнения-опорожнения камеры и чув.ствительные элементы контрольноизмерительнойаппаратуры 8, Съем информации осуществляется с помощью системы 9 голографирования, ось Kq торой обозначена на чертеже позицией -10, Для голографирования предназначена нижняя часть общего объем

которая и представляет собой полезный (т.е. голографируемый) объем 11 камеры. Плоские стенки цилиндрической верхней части корпуса являются гибкими мембранами 12.

Система расширения выполнена по оппозитной схеме, т.е. подвижные элементы 4 системы (поршни) расположены симметрично и движутся навстречу друг другу, таким образом происходит компенсация реактивных сил, действующих на корпус 1 камеры. При этом корпус 1 камеры во время работы остается неподвижным.

Ось 6 системы расширения расположена над осью 10 голографирования и параллельна ей.

Верхняя часть корпуса камеры выполнена в виде цилиндра, имеющего горизонтальную ось, совпадающую с осью системы расширения.-С образующей цилиндра Главно сопряжена нижняя часть корпуса, имеющая форму параллелепипеда. Верхняя и нижняя части корпуса камеры имеют общую плоскую стенку. Плоские стенки цилинпоической верхней части являются гибкими мембранами 12, на которые воздействуют подвижные элементы 4 системы расширения поршни). Голографирование происходит в нижней части камеры - объема 11. В верхней части объема между подвижными элементами системы 5 расширения там, где голографирование невозможно, расположен вытеснитель 3. Тем самым при неизменном голографируемом объеме общий объем камеры умёньыаётся, вследствие чэго увеличивается коэффициент использования объема камеры К, равный

K Vf/Vo

гдеУ - голографируемый объем каме. ., .

V - общий объем камеры.

На внешней поверхности вытеснителя 3 расположен теплообменник 7, служащийV для термостатирования рабочей среды камеры.

В теле вытеснителя расположены линия наполнения-опорожнения и чувст вительные элементы контрольно-измерительной аппаратуры 8.

При расширении рабочая жидкость в камере приходит в состояние, чувствительное к ионизирующему излучению. Пролетающие частицы оставляют следы в виде пузырьков пара, голограммы которых, полученные с помощью системы 9 голографирования, позволшот восстановить происходящие в камере события.

Предлагаемая конструкция камеры с голографическим съемом информации обладает существенными преимуществамд по сравнению с известными конструкциями.

Полностью-отсутствуют вибрации Kopn-vca камеры, что позволяет повысить точность восстановления событий с получаемых голограмм, корпус камеры прост в изготовлении, коэффициент использования объема камеры велик, так например, по сравне нию с HOLEBC, коэффициент использования которой составляет К 0,2, в предлагаемой конструкции он достигает К ;:; 0,7 (т.е. почти весь 5 объем камеры является полезным).

Кроме того, уменьшение количества металлических элементов конструкции позволяет глубже заходить в метастабильную область с целью получения большей плотности пузырьков, а также увеличить скорость набора информации за счет увеличения частоты срабатывания камеры.

ПУЗЫРЬКОВАЯ КАМЕРА с голо графическим съемом информации, содержащая корпус с рабочей жидкостью, систему расширения, теплообменник, систему голографирования, отличающаяся тем, что, с целью устранения вибрации корпуса и увеличения .коэффициента использования объема камеры, в нее дополнительно введен вытеснитель, система расширения выполнена в виде двух симметрично расположенных подвижных элементов , между которыми помещен вытеснитель с теплообменником на внешней поверхности, а ось системы расширения находится над осью голографи- р рования и параллельна ей. (Л