Газовая смесь для электронных детекторов излучений Советский патент 1986 года по МПК G01T5/12 G01T1/18 

Изобретение относится к экспери- MenrajTbHbtM методам ядерной физики и может быть использовано в экспериментах с участием газонаполненных электронных детекторов излучений - ионизационных, пропорциональных, дрефовых и стримерных камер.

Цель изобретения - повышение эффективности настройки и калибровки N -лазером электронных детекторов из лучений и уменьшение плотности мощности лазерного излучения в интервале рабочих температур детекторов.

Сущность изобретения заключается в том, что газовая смесь, содержащая благородные газы и стабилизирующие добавки дополнительно содержит насыщенные пары -тетраметил-п-фе нилевдиамина в количестве 8.10 - ,%.

Давление насыщенного пара является физической константой и не может быть изменено произвольным образом, поэтому концентрация N N N N -тетра- метил-п-фенилендиамина (ТМПД) в пред лагаемой смеси практически имеет фиксированное значение, соответствующее нормальной рабочей температуре детектора. Указанные предельные концентрации ТМПД соответствуют предельным значениям рабочей температуры детекторов (10 - 30 с) при их эксплуатации. Так как эксплуатация детекторов излучения производится в закрытых помещениях с искусственным климатом (экспериментальные залы ускорителей, научные лаборатории и т.п.) за предельные значения рабочей температуры детектора могут быть приняты 10- и 30 С. В любом случае достигаемый положительный эффект пропорционален концентрации ТМПД в предлагаемой смеси, которая может быть вычислена из соотношения

Ig С 12,663-1 1 - , (1)

где С - концентрация ТМПД, об.%; Т - температура, С.

На чертеже представлена измеренная зависимость плотности электронов двухфотонной ионизации молекул ТМПД от плотности мощности излучения N -лазера (цифры 1-4 около кривых соответствуют номерам приготовленных смесей).

Положительный эффект обусловлен присутствием в предлагаемой смеси N N N, N -тетраметил-п-фенилендиами

количественные соотнонтов исходной смеси не я. Для измерений присмеси/следующего со

Смесь .1

0,25

3,0 10

Остальное

.Смесь 2

0,25

3,0-10

Остальное

50

s

0

Q

5

0

5

0

Для получения предлагаемой смеси ампулу, содержащую ТМПД (ТМПД представляет собой твердое органическое вещество с т.пл. 5l c и т.кип.)

подключают к газовой магистрали, соединяющей баллон с исходной смесью и детектор (стримерная камера). При пропускании исходной смеси через ампулу смесь обогащается нacьщ eнными парами ТМПД, так что в детектор попадает предлагаемая смесь.

Koнцeнтt aция ТМПД соответствует давлению его насыщенного пара при нормальной (средней) рабочей температуре детектора Т .

Для всех приготовленных смесей одинаковая плотность электронов (вероятность ионизации) достигается при одинаково й в пределах ошибок измерений плотнос.ти мощности лазерного излучения.

Были приготовлены также две смеси, содержащие возможные граничные концентрации ТМПД, для чего ампула с ТМПД поддерживалась соответственно при Т - 10 и 30 с, при следующем соотношении компонентов, об.%: Смесь 3

Гелий 50

Из-обутан 0,25

ТМИД 8 ..10

Неон Остальное

Смесь 4

50

0,25

1,10

Остальное

.-5

Как видно из результатов испытаний этих смесей, представленных на чертеже, вероятность двухфотонной ионизации в смеси, содержащей ТМПД, такова, что при одинаковой плотности мощности лазерного излучения линейная плотность электронов в ней в 10 - 100 раз больше, чем в известной смесиjсодержащейоС-нафтиламин. При одинаковой плотности электронов требуемая для лазерной калибровки и настройки плотность мощности лазерного излучения в предлагаемой смеси ока- зьшается в 3,5-10 раз меньше, чем в известной. В предлагаемой смеси для получения N, 10 1/см при S

1x1 xlO Вт/см

3

мм .требуется всего (3-12)х

что составляет 0,08- 0,3% максимальной импульсной мощности NJ-лазера (4 кВт). Это позволяет использовать такой лазер без предварительной фокусировки лазерного луча что существенно повышает зффектив- . ность настройки и калибровки детекторов излучений.

Так как концентрация ТМПД мала, другие характеристики предлагаемой смеси (коэффициент газового усиления скорость дрейфа, коэффициент диффузии электронов) не отличаются от характеристик исходной смеси.

76 Формула

изобретения

Газовая смесь для электронных детекторов излучений, содержащая благородные газы и стабилизирующие добавки, отличающаяся тем, что, с целью повьппения эффективности настройки и калибровки N -лазером электронных детекторов излучений и уменьшения плотности мощности лазерного излучения в интервале рабочих температур детекторов, она дополнительно содержит насыщенные пары N N, N N -тетраметил-п-фенилендиами- на в количестве в КГ 1«10 об.%.

Изобретение относится к газовым смесям для электронных детекторов ионизирующих излучений Газовая смесь состоит из благородных газов, стабилизирующей добавки и дополнительно из насыщенных паров N, N N N -тетра- метил-п-фенилендиамина в количестве 810 - 1«10 об.%. Это позволяет повысить эффективность настройки и калибровки N2-лазером детекторов и уменьшить плотность мощности лазерного излучения в интервале рабочих температур данного детектора. Гил. д с ю ю со О)

«7

ч

ч

ХГ

ю

ю

L I

1|

,вщ/см

10

Ю