Вершинный детектор (его варианты) Советский патент 1985 года по МПК G01T5/06 

размещен перед детектором следов заряженньсх частиц, а другой после, по ходу пучка первичных частиц, при этом в электронную систему селекции и управления регистрацией введена схема сравнения сигналов от указанных полупроводниковых матричных фор мирователей сигналов изображения, а в качестве детектору следов заряженных частиц применена стопка ядерных толстослойных фотоэмульсий, погруженная в рабочий объем пузырькфвой камеры.- ;,

3. Детектор, включанвций детектор следов заряженных частиц и электронную систему селекции актов взаимодействия -исследуемого типа и управления их регистрацией с координатными детекторами на основе проволочных камер, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности отбора и точности определения координат частицы, инициировавшей ак взаимодействия исатедуемого типа в объеме детектора следов заряженных частиц, электронная система селекции актов взаимодействия исследуемого типа содержит дополнительные коорданатные детекторы, выполненные на основе пузырьковой камеры с острофокусными фотографическими системами и полупроводниковыми матричными формирователями сигналов изображения в качестве фотоприемников, при этом число этих дополнительных координатных детекторов равно или превьппает два, при этом по крайней мере один из этих дополнительных координатных детекторов размещен перед детекторо : следов заряженных частиц, а другой после, по ходу пучка первичных частиц, при этом в электронную систему селекции и управления регистрацией введена схема сравнения сигналов от указанных полупроводниковых матричных формирователей сигналов изображения, а в качестве детектора следов заряженных частиц применен блок диэлектрического детектора, размещенный в объеме пузырьковой камеры.

4,Детектор по пп,1-3, отличающийся тем, что острофокусные фотографические системы допонительных координатных детекторов содержат плоские зеркала, размещенные в рабочем объеме пузырьковой камеры и ориентированные под углом

в 45 к ее оси и плоскости ее иллюминатора.

5.Детектор по пп.1-3, отличающийся тем, что острофокусные фотографические системы дополнительных координатных детекторов выполнены в виде афокальных оптических систем с телецентрическим ходом лучей в пространствах объекта и изображения и содержат светоделители, установленные перед полупроводниковыми матричными формирователями сигналов изображения.

I. Вершинный детектор, вклкгчающий детектор следов заряженных частиц и электронную систег у селекции актов взаимодействия исследуемого типа и управления их регистрацией с координатными детекторами на основе проволочных .камер, о тл ичающийся тем, что, с целью повышения эффективности отбора и точности определения координат частицы, инициировавшей акт взаимодействия исследуемого типа в объеме детектора следов заряженных частиц, электронная система селекции содержит дополнительные координатные детекторы, выполненные на основе пузырьковой камеры с острофокусными фотографическими системами и полупроводниковыми матричными формирователями сигналов изображения в качестве фотоприемников, при этом число дополнительных координатных детекторов равно по крайней мере двум, . при этом по крайней мере один из указанных дополнительных координатных детекторов размещен перед де- тектором следов заряженных- частиц, а другой - после, по ходу пучка пер- вичньк частиц, при этом в электронную систему селекции н управления регистрацией введена схема сравнения сигналов от указанных полупроводниковых матричных формирователей сигналов изображения, а в качестве детектора следов заряженных частиц применена пузырьковая камера с голографической системой регистрации следов частиц в ее объема и с полупроводниковым матричным формирователем сигналов изображения в качестве с ss фотоприемника. (Л 2. Детектор, включающий детектор следов заряженных частиц и электронс ную систему селекции актов взаимодействия исследуемого типа и управления их регистрацией с координатными детекторами на основе проволочных камер, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности отбора и точности определения коор:о эо о динат частицы, инициировавшей акт взаимодействия исследуемого типа в объеме детектора следов заряженных частиц, электронная система селекции 00 содержит дополнительные координатные детекторы, выполненные на основе пузырьковой камеры с острофокусными фотографическими системами и полупроводниковыми матричными формирователя- ,ми сигналов изображения в качестве фотоприемников, при этом число этих дополнительных координатных детекторов равно или превышает два, при этом по крайней мере, один из этих дополнительных координатных детекторов

Изобретение относится к средствам, применяемым в физике элементарных частиц для регистрации актов взаимодействия ионизирующего излучения с веществом.

Известны вершинные детекторы трековые (следовые приборы, пред«назначенные для селекции и регистрации вершин актов, взаимодействия элементарных частиц с веществом. Эти приборы входят в состав спектрометров вместе с различного типа детекторами с электронным способом съема информации, часть из которых составляет собственно систему селекции актов взаимодействия исследуемого типа для обеспечения избирательного режима регистрации. В задачу систеьл селекции входит отбор для регистрации актов взаимодействия не-

следуемого типа, в задачу детектора следов заряженных частиц - регистра:ция следов заряженных частиц в области вершины взаимодействия с высоким разрешением, а в задачу всего спектрометра - определение характеристик исследуемых процессов. Регистрация информации о координатах вершины акта взаимодействия частиц с веществом производится избирательно, преимущественно событий исследуемого типа, а не всех возможных, поэтому под вершинным детектором понимается комплекс состояний из собственно детектора - трекового прибора и сис темы селекции актов исследуемого ти па, обеспечивающей управление проце сом регистрации. В качестве трековых детекторов применяются пузырьковые камеры, сто ки толстослойных ядерных фотоэмульсий, диэлектрические детекторы заря женных частиц (минералы, стекла, вы сокополимерные органические пленки) и стримерные камеры. В систему селе ции (триггер) входят различного типа детекторы с электронным способом съема информации и в их числе координатные детекторы на основе проволочных камер (искровые, пропор циональные, дрейфовые и т.д.) . Эффективность регистрации актов взаимодействия частиц с веществом в установках с веришнным детектором с щественно зависит от точности локализации инициировавших акты взаимодействия исследуемого типа частиц, .т.е. точности координатных-детекторов на основе проволочных камер, и от количества вещества на пути от проволочного координатного детектор до регистрирующего объема следового детектора. Чем больше вещества в ук занном интервале между проволочнойкамерой и следовым детектором, тем вероятнее появление фоновых (ложных событий. Чем ниже точность координатных проволочных детекторов, тем ниже эффективность отбраковки (селекцииу фоновых событий. Точность координатных детекторов на основе проволочных камер составляет величи ны порядка 1 мм, в лучшем случае не сколько десятых долей миллиметра. Ближайшим к предлагаемому техническому решению является вершинный детектор спектрометра, включающий детектор спедов заряженных частиц и электронную систему селекции актов взаимодействия исследуемого типа и управления их регистрацией (триггер включающую группу координатных дете торов на основе проволочных пропорциональных камер, размещенных вне детектора следов заряженных частиц (пузырьковой камеры. Недостатком известного технического решения является относительно невысокая точность определения коор динат частиц, инициировавших акт взаимодействия исследуемого типа. 08 которая обусловлена, с одной стороны, точностью проволочных координатных детекторов и с другой стороны - расположением этих координатных детекторов на значительном расстоянии от детектирующего объема вершинного детектора и наличием в зазоре между 1НИМИ стенок камеры - источника фоновых со бытии. Целью изобретения является повышение эффективности отбора и точности определения координат частицы, инициировавшей акт взаимодействия исследуемого типа .в объеме детекто- ра следов заряженных частиц. Цель достигается благодаря тому, что в вершинном детекторе, включающем детектор следов заряженных частиц и электронную систему селезсции актов взаимодействия исследуемого типа и управления их регистрацией с координатными детекторами на основе проволочных камер, электронная система селекции содержит дополнительные координатные детекторы более высокой точности, выполненные на основе пузырьковой камеры с острофокусными фотографическими системами и полупроводниковыми матричными формирователями сигналов изображения в качестве фотоприемников, при этом число этих дополнительнительных координатных детекторов равно по крайней мере двум, при этом по крайней мере один из указанных дополнительных ко- . ординатных детекторов размещен перед детектором следов заряженных частиц, а другой - после, по ходу пучка первичньк частиц, при этом в электронную систему селекции и управления регистрацией введена схема сравнения сигналов от указанных полупро- водниковых матричных формирователей сигналов изображения, а в качестве детектора следов заряженных частиц применена пузырьковая камера с голографической системой регистрации следов частиц в ее объеме и с полу- проводниковьм матричным формирователем сигналов изображения в качестве фотоприемника. Аналогичным образом достигается поставленная задача в том случае, когда в вершинном детекторе в качестве детектора следов заряженных частиц применена стопка толстослойных ядерных фотоэмульсий, погруженная в рабочий объем пузырьковой камеры или блок диэлектрического не-

щества, размещенного в объеме пузырьковой камеры.

Кроме того, цель достигается тем, что острофокусные фотографические систег ы дополнительных координатных детекторов содержат плоские зеркала, размещенные в рабочем объеме пузырьковой камеры и фиксированные под

, .-О

углом Б 45 к ее оси и плоскости ее иллюминатора, а также тем, что ост рофокусные фотографические системы дополнительных координатных детекторов выполнены в виде афольных оптических систем с телецентрическим ходом лучей в пространствах объекта и изображения и содержат светоделители, установленные перед полупроводниковыми матричными формирователями сигналов изображения.

Возможны три варианта вершинного детектора, в котором сочетается один из трех видов детектора следов заряженных частиц (пузырьковая камера, стопка толстослойных ядерных фото- эм льсиЙ5 диэлектрический детектор) и система селекции актов взаимодей ствия частиц исследуемого типа,включающая группу дополнительных координатных детекторов более высокой точ ности, выполненных на основе пузырьковой камеры с острофокусными фотографическими системами и полупровод никовыми матричными формирователями сигналов изображеьшя, которые дополнительные координатные детекторы) обеспечивают определение Координат частид в непосредственной близости к регистрирующему объему трекового детектора или даже внутри регистрирующего объема трекового детектора.

Каждый из трех перечисленных вариантов вершиш ого детектора состоит из двух основных частей; детектора следов заряженных частиц и системы селекции. Во всех трех вариантах тре-45 на

ковые детекторы различны, а системы селекции идентичны. Система селекции каждого из трех вариантов вершинного детектора включает координатные детекторы, выполненные на основе про- 50

волочных камер (это признак прототипа и дополнительные координатные детекторы, выполненные на основе .пузырьковой камеры с острофокусными фотографичес1шми системами (отличитель- 55 1тризнак

В первом варианте вершинного .ктора, в котором используется в качестве следов детектора заряженных частиц пузырьковая камера, дополнительные координатные детекторы системы селекции на основе острофокусных фотографических систем размещены в общем объеме пузырьковой камеры. В других вариантах с детекторамиследов заряженных частиц на основе фотоэмульсий и диэлектрических сред блоков детекторы следов заряженных частиц погружены в объем дополнительной пузырьковой камеры с острофокусными фотографическими системами.

В первом варианте вершинного детектора, вьшолненного на основе пузырьковой камеры, цель (повышение эффективности и точности) достигается благодаря тому, что в вершинный детектор введены промежуточный фотоприемник для регистрации гoлoгpaм ы и устройство для передачи изображения с промежуточного фотоприемника на носитель изображения долговременного хранения, управляемое от

электронной системы селекции актов взаимодействия исследуемого типа, что указанный промежуточный фотоприемник для регистрации голограм рабочего объема пузырьковой камеры выполнен на основе многозлементного фотоприемника с электронным способом считывания информации в виде полупроводникового матричного формировагтеля сигаалов изображения, что в систему селекции вершинного детектора введены по крайней мере два дополнительных координатных детектора, выполненных на основе фотографических систем, строящих острофокусные изображения профиля пучка частиц. .в объеме пузырьковой камеры в непосредственной близости к границам голографируемой части рабочего объема пузырьковой камеры соответственно

эту голографируемую часть рабочего объема пузырьковой камеры, что в указанных дополнительных координатных детекторах на основе острофочестве фотоприемникой применены многоэлементные фотоприемники с элект1ронным способом съема информации в виде полупроводниковых матричных формирователей сигналов изображения,что в систему селекции введена схема логического сравнения изображений профиля пучка частиц в нескольких се- входе и на выходе пучка частиц в кусных фотографических систем в ка-

чениях /по крайней мере в двух сечениях - до рабочего объема пузырьковой камеры и после), схема сравнения, в свою очередь, управляет процессом передачи изображения голограммы с промежуточного фотоприемника на носитель долговременного хранения информации о профиле пучка частиц, например разности двух или нескольких изображений профиля пучка частиц, что для вывода изображения профиля пучка частиц, регистрируемых острофокусными фотографичес- системами, в рабочий объем ггу- зырьковой камеры -по разные стороны от его голографируемой части введены два плоских зеркала, установленные под углом 45 к плоскостям иллюминаторов корпуса пузырьковой камеры и к направлению пучка частиц, что острофокусные фотографические системы координатных детекторов системы селекции выполнены на основе афокальных оптических систем с телецентрическим ходом лучей в пространствах объекта и изображения и светодели- тельной пластинки, установленной перед- многоэлементными фотоприемниками, да1я обеспечения равномасштабности изображений профиля пучка частиц и тем самым упрощения процедуры логического сравнения изображений профиля пучка частиц и ускорения

выработки управляющего сигнала на передачу изображения голограм1 а.1 с промежуточного фотоприемника на носитель долговременного хранения.

Во втором варианте вершинного детектора на основе стопки ядерных толстослойных фотоэмульсий цель достигается благодаря тому, что стопка ядерных фотоэмульсий погружена в рабочий объем пузырьковой камеры так, что на границах стопки эмульсий на входе пучка в стопку и на выходе пучка частиц из стопки образоваш 1 два отсека, заполненные рабочей средой пузырьковой камеры, что электронная система селекции вершинного детектора дополнена по крайней мере

двумя координатными детекторами, что эти дополнительные координатные де-

текторы выполнены на основе оптических систем, строящих острофокусные изображения профиля пучка частиц в непосредственной близости от стопки ядерных эмульсий, регистрируемого в момент следочувствительности жидкости в указанных отсеках пузырьковой

камеры, что в указанных оптичесю1Х системах применены в качестве фотоприемников многоэлементные полупроводниковые матричные формирователи

сигналов изображения, что считывающие устройства с указанных фотоприемников подключены к схеме логического сравнения изображений профиля пучка частиц, которая управляет проo цессом передачи информации на носитель долговременного хранения информации о координатах пучковых частиц, испытавших акт взаимодействия в стопке ядерных фотоэмульсий по ре5 зультатам сравнения изображений профиля пучка частиц.

В третьем варианте вершинного детектора на основе блока диэлектрического детектора цель достигается благодаря тому, что указанный блок ди-

0 .электрического детектора погружен в рабочий объем пузырьковой камеры так, что разделяет этот объем на два отсека, расположенные по пути пучка частиц соответственно на входе пучка частица блок диэлектрического детектора и на выходе из него, что в электронную систему селекции вершинного детектора введены два или более дополнительных координатных детекто-

0 ра, что указанные дополнительные координатные детекторы вершинного детектора выполнены на основе оптических систем, строящих острофокусные изображения профиля пучка частиц в указанных двух отсеках объема пузырьковой камеры, что в указанных оптических системах дпя регистрации профиля пучка частиц применены многоэлементные фотоприемники с электронным способом считывания в виде полу- проводаиковых матричных формирователей сигналов изображения, что в систему селекции введена схема логического сравнения изображений профиля пучка частиц, которая вырабатывает управляющий сигнал на запись информации о профиле пучка частиц на носитель дoлгoвpe ffiннoгo хранения, а именно, координат частиц, испытавших исследуемое взаимодействие в блоке диэлектрического детектора.

Цель во всех вариантах достигается благодаря тому, что оптические системы, строящие острофокусные изоб-

5 ражения профиля пучка частиц вблизи границ регистрируницего объема вершинного детектора и в самом объеме вершинного детектора, выполнены на

основе оптических систем с телецентричееким ходом лучей в пространствах объекта и изображения, позволяющих получать одномасштабные изображения профиля пучка частиц в разных сечениях с минимальными систематическими искажениями, а также применены многоэлементные твердотельные фотоприемники с высокой точностью расположения ячеек, что упрощает и ускоряет процедуру логического сравнения изображений профиля пучка частиц и выработки управляющего сигнала на запись информации о пучковых частицах (координатах на входе и выходе в вершинный детектор) на носитель долговременного хранения

Цель во всех вариантах вершинного детектора достигается также благодаря тому, что для получения изображений профиля пучка частиц в объем пузырьковой камеры введены два плос1ШХ зеркала, которые размещены по разные стороны от голографируемой части рабочего объема в первом варианте, стопки Ядерных фотоэмульсий во втором варианте и блока диэлектрического детектора в третьем варианте, под углом 45 к плоскости иллюминатора пузырьковой камеры и к направлению пучка частиц, так как при этом достигается отвод громоздкой аппаратуры систем освещения и фотографирования от трассы пучка частиц и тем cai/ibiM снижение количества вещества между внешнш-да детекторами электронной cиcтe iы селекции и дополнительными координатными детекторами регистриругацими профиль пучка частиц в непосредственной близости от рабочего объема верашнного детектора,

Цель в первом и третьем вариантах вершинных детекторов достигается также благодаря тому, что прозрачность среды в рабочем объеме вершинного детектора в оптическом .диапазоне дает возможность увеличить число дополнительных детекторов на основе остро(1юкусных оптических фотосистем, разместив .соответствующие плоскости регистрации профиля пучка частиц в самом рабочем объеме верщинного детектора и введя соответствующее число дополнительных фотоприемников и светоделительных пластинок.

На фиг,1 и 2 показан первый вариант предлагаемого вершинного детектора; на фиг.З и 4 - второй и тре гий варнанты.

На фиг.1 показан вершинный детектор на основе пузырьковой камеры. Он содержит корпус пузырьковой камеры 1, плоскопараллельные иллюминаторы 2.1 и 2.2 в корпусе 1, импульсный источник света 3 (лазер), оптическую систему 4, формирующую параллельный, освечивающий рабочий объем пузырьковой камеры, поток света от источника света 3, фоторегистратор 5 голограммы рабочего объема пузырьковой камеры, центральную часть объема пузырьковой камеры 6, голограмма которой регистрируется фото -

регистром 5, детекторы 7, 8 заряженных частиц с электронным съемом информаи;ии, установленные на пути пучка частиц на входе и на выходе из рабочего объема пузырьковой камеры

соответственно, схему логического выделения событий искомого типа 9 по сигналам с детекторов 7 и 8, формирующая импульс запуска на поджиг импульсного источника света 3, плоские

зеркала 10.1 и 10.2, установленные в корпусе 1 под 45 к иллюминаторам 2.1 и 2.2, оптическую систему П, формирующую изображения профиля пучка частиц в двух плоскостях 12 и 13

на входе и выходе из голографируемой части объема пузырьковой камеры 6 соответственно, плоскости 12 и 13 в объеме камеры,.ограничивающие центральную часть и ориентированные под прямым углом.к направлению пучка

г1астиц, светоделитель 14, фоторе- гистраторы изображений 15 и 16 профиля пучка частиц в плоскостях 12 и 13 соответственно, схему сравнения изображений 17, зарегистрированных

фотоприемниками фоторегистраторов 15 и 16, формирующую управляющий импульс на блок передачи информации 18 с фоторегистратора 6 и фоторегистраторов 15 и 16 на регистратор

информации долговременного хранения 19.

В фоторегистраторак 5, 15 и 16 в качестве фотоприемников применены мозаичные многозлементные фотопри-

емники с электронным .съемом информации, в виде полупроводниковых матричных формирователей сигналов изображения .

Работа данного вариант-а вершинного детектора протекает следующим образом.

В пузырьковой камере 1 соверщаются циклы расширения - сжатия жидкоети. Детекторы заряженных частиц t; электронной схемой информации регистрируют частицы и выдают сигналы на схему 9, которая в случае, если произошло в объеме камеры событие искомого типа в момент следочувстви- тельности пузьфьковой камеры, выдает сигнал на поджиг импульсного источника света. Происходит освечивание объема камеры 6 световым потоком, сформированным оптической системой 4, и на фоторегистраторе 5 регистрируется голограмма следов частиц в объеме 6. Все перечисленные операции являются общими и для прототипа и дпя предлагаемого устройства, В отличие от прототипа в предлагаемом устройстве одновременно с регистрацией голограмМ) объема производится регистрация оптических изображений двух зон рабочего объема пузырьковой камеры: одной на входе пучка в область 6 и другой на выходе. Регистрация этих изображений производится благодаря тому, что часть светового потока от источника света 3, сформированного оптической системой 4, посредством зеркал 10,1 и 10,2, проводится через объем пузырьковой камеры по направлению полета пучковых частиц и далее направляется в оп тическую систему 11, которая строит изображения двух плоскостей 12 и 13 на фоторегистраторах 15. и 16. Фотоприемники фоторегистраторов 15 и 16 установлены в плоскостях изображений плоскостей 12 и 13, соответственно образованных оптической системой 11 и светоделителем 14, Оба изоб ражения на фотоприемниках 15 и 16 имеют вид типа звездного неба и пред ставляют собой профиль пучка частиц в двух сечениях (до объема 6 и после Оба эти изображения имеют одинаковый масштаб и в том случае, когда в каме ре не было акта взаимодействия пучковых частиц с веществом, оба эти изображения совпадают друг с другом в пределах аппаратурных погрешностей Схема 17 производит сравнение изображений с фоторегистраторов 15 и 16, производя вычитание изображения профиля пучка частиц на входе в область из изображения профиля пучка частиц на выходе из этой области. В этом случае, когда сравнение указанных изображений профилей пучка в дополнение к сигналу о наличии события ис комого типа в пузырьковой камере под 08J2 тверждает, что такое событие произош- ло между плоскостями 12 и 13, т.е. в голографируемой чисти объема б пузырьковой камеры, устройство выдает команду устройству на считывание голограммы с фоторегистратора 5 и запись ее на носитель долговременного хранения 19 и передает устройству для записи разностной информации с фоторегистраторов 15 и 16, после чего дает команду на стирание информации с фоторегистраторов 5, 15 и 16. После этого верпшнный детектор готов к регистрации очередного события. На фиг.1 электронная схема селекции представлена дополненной только двумя оптическими острофокускыми системами для регистрации профиля пучка частиц в пределах рабочего объема пузырьковой камеры, что сделано ради простоты чертежа. Очевидным образом, чIicлo та1шх дополнительных оптических систем может быть увеличено и тем самым обеспечена регистрация про филя пучка частиц в пределах рабочего объема пузырьковой камеры в нескольких сечениях и в том числе в голографируемой части рабочего объе ма пузырьковой камеры, Чиспо таких систем определяется типом исследуемых собьпий актов взаимодействия и наиболее частым значением будет - 3, как минимальное число, необходимое для выделения частиц с точкой излома траектории в пределах рабочего объема пузырьковой камеры. Таким образом, в предлагаемом устройстве в отличие от прототипа дополнительная фотографическая система дает возможность повысить строгость селекциИу т.е, отбраковать события, которые произошли вне зоны например Б стенках корпуса пузырьковой камеры, и зарегистрировать коорд11наты входа . в объем 6 тех пучковых частиц, которые испытали акт взаимодействия в объеме 6. На фиг,2 представлен также первый вариант вершинного детектора на основе яузырьковой камеры, который отличается от представленного на фиг.1 устройства некоторыми конструктивными видоизменениями. На фиг,2 применены те. же обозначеш1Я5 что и, на фиг,1 В отличие от . 1 здесь использованы два светоделителя 14«1 и 14.2. В устройстве, изображенном на фиг,1, голограмма рабочего объема

щзырьковой камеры регистрируется в перпендикулярном пучку направлении, а в устройстве, представленном на фиг.2 голограмма регистрируется по направлению пучка частиц4

Работа устройства, представленного на фиг,2, протекает Идентичным с устройством, представленньц- на фигуре , образом.

Второй вариант предлагаемого устройства, а именно вершинного детектора на основе стопки толстослойных ядерных фотоэмульсий, представлен на фиг.З. Здесь использованы те же обозначения, что и на фиг.1 и 2, но со следующими изменениями:

ЗЛ .и 3.2 - два импульсных источника света;

11,1 и 11.2 - две оптические острофокусные системы;

14,1 и 14.2 - светоделители;

В этом варианте стоЬка ядерных фотоэмульсий выполняет две функции: вершинного детектора и долговре1«н- ного носителя информацией о регистрированных событиях.

Работа второго варианта устройства протекает следугацим образом.

В случае поступления сигнала в системы селекции об исследуемом событии производится поджиг импульсных ламп и освечивание отсеков объема пузырьковой камеры. На фотопри- емниках образуются изображения профиля пучка частиц, эти изображения сравниваются и в случае обнаружения несовпадения и этих изображений, т.е в случае акта взаимодействия в ядерной эмульсии, производится запись коордр1натной метки следа, вызвавшего взаимодействие на носитель долговременного хранения. В случае если в камере произошло несколько взаимодействий, производится запись координат всех частиц, вызвавших взаимодействия. После окончания сеанса облучения вершинного детектора в пучке частиц ядерная эмульсия,извлекаемая из пузырьковой камеры, подвергается химической обработке, и при просмотре и измерении актов взаимодействия в ней информация о

координатных метках с носителя дол- говременного хранения используется с целью сокращения времени поиска события.

Третий вариант вершинного детектора на основе диэлектрического де- тектора в объеме пузьфьковой камеры представлен на фиг.4. Б этом варианте устройства функции вершинного детектора выполняет блок диэлектрического детектора аналогично стопке ядерных фотоэмульсий в варианте 2. Различие этого варианта от варианта 2 обусловлено прозрачностью ди-

- электрического детектора, в связи с чем оказывается возможным использование одного источника света для освечивания обеих частей рабочего объема пузырьковой камеры до блока и после).

. Работа данного варианта вершинного детектора протекает полностью аналогично варианту 2. Различие состоит только в химической обработке

- диэлектрического детектора.

Необходимо подчеркнуть, что для отдельных задач может оказаться целесообразным регистрирование профиля пучка частиц не в двух сече ниях (на входе блока и на выходе из него), а в большем числе сечений, В этом случае вариант 3 устройства видоизменяется очевидным образом: в объем камеры вводятся несколько блоков диэлектрического детектора с

5 зазорами между ними, которые заполняются жидкостью пузырьковой камеры, и добавляются каналы фоторегистрации профиля пучка в соответствующим зазорах между блоками. В этом случае

0 благодаря очевидному усложнению уст- ройсгва достигается более точная локализация акта взаимодействия.

Указанные дополнительные фотографические системы, предназначен5 ные для формирования изображений профиля пучка частиц в окрестности вершинного детектора выполняют функцию координатных детекторов системы селекции, размещенных в непосредст-0 венной близости от рабочего объема вершинного детектора. Одновременно эти координатнью детекторы имеют общие элементы с системой фоторе- гистрации пузырьковой камеры. Среди

5 различных возможных оптических систем для регистрации изображений профиля пучка частиц имеют предпочтение афокальные оптические системы, т.е. 15 . системы с телецентрическим ходом лу- чей как в пространстве объекта, так и в пространстве изображений по той причине, что в этом случае легко достигается одномасштабность изображений профиля пучка в двух значительно отдалённых друг от друга сечениях и при этом формирование этих двух изображений достигается посредством одной оптической системы и светоделительных пластинок. Отличительными признаками всех трех вариантов устройства являются дополнение системы селекции актов взаимодействия в объеме вершинного детектора по крайней мере еще двумя координатными детекторами на пути пучковых частиц; выполнение этих координатных детекторов в виде устройс дпя фоторегистрадии изображений одного или нескольких сечений профиля пучковых частиц на входе в рабочий объем вершинного детектора и на выходе из этого объема; применение в качестве фотоприемников полупроводниковых матричных формирователей сиг налов изображения с электронным способом считывания информации; наличие схемы сравнения изображений профиля пучка частиц в двух или более сечениях в окрестности рабочего объема вершинного детектора и формирования управлякщего импульса на запись координат пучковых частиц, испытавших взаимодействие исследуемого типа в рабочем объеме вершинного детектора выполнение устройств для фоторегист- рации изображений профиля пучка час тиц с применением афокальной оптичес кой системы с телецентрическим ходом лучей в пространствах объекта и изоб ражения и светоделителей; наличие плоских зеркал в рабочем объеме пузырьковой камеры, расположенных под углом 45 к иллюминаторам и пучку частиц. Отличительными признаками первого варианта предлагаемого устройства являются наличие промежуточного фото приемника для регистрации голограммы рабочего объема вершинного детектора и выполнение его в виде многоэлемент ного фотоприегдаика с электронным способом считывания информации на основе полупроводникового матричного формирователя сигналов изображения, наличие управляемого устрой- ства для передачи голограммы с про08межуточного фртоприемника на носитель долговременного хранения. Указанная совокупность отличительных признаков обеспечивает устройству (его вариантам) ряд преимуществ по сравнению с принятым прототипом. Среди этих преимуществ необходимо отметить следующие: получение информации о координатах в сечениях пучка частиц в непосредственной близости к рабочему объему, вершинного детектора повышает эффвк тивность отбраковки фоновых событий повьш1ение точности определения координат Пучковьк частиц, вызвавших взаимодействие в вершинном детекторе, до уровня 20 мкм (размер структурной ячейки многоэлементного фотоприемника) при диаметре изображения пучка частиц около 15 мм с возможностью дальнейшего повьш1ения точности локализации яри условии пропорционального уменьшения изображения сечения пучка частиц или, наоборот, снижения точности локализации и дпя изображения пучка большего сечения; возможность отказа от записи голограммы рабочего объема вершинного детектора на носитель долговременного хранения в первом варианте предлагаемого устройства в случае, если сравнение изображений профилей пучка частиц в двух сечениях укажет на отсутствие искомого акта взаимодействия на данной голограмме. В случае применение предлагаемо-го устройства вместо прототипа возможно получение положительного эффекта, обусловленного перечисленными преимуществами, который заключается в следующем. Более строгая фильтрация фоновых событий, например, в стенках вер- шинного детектора повлечет повышение плотности исследуемых событий среди зарегистрированных и, следователь- но, приведет к повышению эффективности регистрации исследуемых событий. Более строгая локализация коорди- нат пучковых частиц, которые вызывают акты взаимодействия в рабочем объеме вершинного детектора, позволяет снизить область поиска следов частиц в вершинном детекторе, относящихся к сследуемому акту взаимодействия и, следовательно, снижает трудоемкость поиска и измерения.

Регистрация голограммы в первом варианте на промежуточном фотоприемнике позволяет снизить расход фотоматериала на носитель долговременного хранения голограмн, за счет отказа от перезаписи с промежуточного фотоприемника на носитель долговременного хранения пустых голограмм.

Таким образом, предложеннь технические решения по сравнению с прототипом позволяют повысить точность

определения координат частицы, инициировавшей акт взаимодействия исследуемого типа в объеме детектора следов заряженных частиц, в 10-50 раз,

а также повысить эффективность отбора событий исследуемого типа за счет введения дополнительной системы селекции и сокращения количества вещества между местом положения исследуемого

события и дополнительными координатными детекторами.

f гв.1 ni : n/.j о п

«г Фп.