Способ фотографической регистрации заряженных частиц Советский патент 1987 года по МПК G01T5/10 

1

Изобретение относится к экспериментальным методам ядерной физики, а именно k способам трековой регистрации ионизирукнцего излучения, и наиболее эффективно может быть использовано в физике элементарных частиц s экспериментах на ускорителях.

Целью изобретения является увеличение предельно допустимых загрузок и улучшение пространственного paSpe- шения.

На чертеже изображена форма электрического импульса, прикладываемого к эмульсии, в зависимости от времени t (стрелкой показан момент прохождения частицы).

Здесь приняты следующие обозначения; и, (t) - однополярный импульс электрического поля; Uj.(t) - импульс электрического поля противоположной полярности; и, - амплитуда импульса U,(t); U - амплитуда импульса UjCt); t - время между прохождением частицы и началом импульса U,(t); Т, - длительность импульса и, (t); t, - длительность заднего фронта импульса U, (t); Ц - длительность переднего фронта импульса U4(t).

Регистрацию заряженных частиц предлагаемым способом проводят сле- ду1ющим образом.

Бромосеребряную эмульсию размещают в .пучке заряженных частиц, после прохождения частицы спустя; время to к эмульсии прикладывают однополярный импулЪс электрического поля U(t), создающий в микрокристалле AgBr напряженность электрического поля В/см; через время по- .сле окончания импульса U,(t) к эмульсии прикладывают импульс электрического поля.и(t) противоположной полярности, причем параметры импульсов выбраны из условий

T,5t t;p, t,+ t+tJi гp,

to+T,+u:t+t4 T,

где t - время между моментом про- хождения части1ц,1 и началом импульса и,(t);

Т, - длительность импульса );

t - длительность заднего фронта импульса и,(t);

tj - длительность переднего фронта импульса Ujft); t - задержка между концом импульса и,(t) и началом импульса Uj (t);

256555

Т - время памяти эмульсии; - время ионной релаксации поля в микрокристалле AgBr,

Затем эмульсию проявляют.

В предлагаемом способе используется ионная релаксация поля внутри микрокристапла AgBr, обусловленная дрейфом междуузельных объемных и поверхностных ионоэ Ag . Если к эмульсии в момент времени прикладывают импульс напряжения произвольной формы и, то для 15: О справедливы уравнения

Е,Е+Е, OL EJJOA

dt

- Е

к

(1)

(2)

a VElx eWe; ;)

где Е - напряженность поляризационного поля; Е - напряженность, создаваемая

внешним полем;

Е - результирующая напряженность электрического поля . в микрокристалле AgBr; СХ,ЕО|, диэлектрические проницаемости AgBr, эмульсионного слоя и подложки; 069, толщины эмульсионного слоя

и подложки. Решения этих уравнений имеют вид:

0

5

0

t

E,(t) i- ехр(-|-) E(t)) р t J

(4)

5

xexp (:x-) dt;

E,(t)E(t)- i- exp (- |-)J E(t)

t ° C) exp ф)

P В случае однополярного импульса,

поле внутри микрокристалла ослабляется поАяризацнонньш полем. Если через время ut после окончания импульса к эмульсии прикладывают импульс противоположной полярности UgCt), остаточное поляризационное поле складывается с внешним полем, так что суммарная напряженность электрического поля внутри микрокристалла может значительно превысить напряженность, характерную для случая одно- полярного импульса, причем максималь„макс

ное значение Е напряженности электрического поля Е достигается в

момент времени ,+Д1, который определяется из соотнотения

0,

(6)

Т„

где JL,

Т, - длительность импульса U(t В то же время напряженность электрического поля собственно в эмульсии и в подложке остается меньше напряженности пробоя, Увеличение Е приводит к увеличению коэффициента усиления чувствительности h а следовательно, к увеличению предельно допустимый нагрузок . Улучшается также пространственное разрешение как за счет увеличения чувствительности эмульсии от п до , так и вследствие того, что увеличение Е. эквивалентно уменьшению размера микрокристалла, что позволяет использовать более мелкозернистые эмульсии. Наилучшие результаты достгаются при условиях

T,tp, t,+ut+t cp ,

Редактор И.Шубина

Составитель В.Костерев Техред М.Ходанич

1473/1

Тираж 731Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, -ул. Проектная, Д.

В этом случае

МКС, т, 3 мк с, , t, Ц

увеличение чувстви к г в момент времени t Т, +ut + t .

Для ядерной эмульсии не, Т 10 МКС, размером микрокристалла

0,28 мкм, мкм, облученной в пучке протонов с энергией 200 мэВ при параметрах импульса напряжения t 25 НС получено

тельности до п Е 0,5 мкм , т.е. коэффициент усиления чувствительности . При приложении только одного из импульсов и,(t), UjCt) треки протонов не выделяются на фоне вуали

проявления, т.е. вплоть до амплитуды пробоя эмульсии.

Изобретение позволяет по с-равне- нию с известным способов увеличить предельно допустимые загрузки в 20

раз и улучшить пространственное разрешение в 7 раз. Другим преимуществом изобретения является возможность уменьшения прикладь шаемого к эмульсии напряжения при сохранении

высокого значения коэффициента усиления чувствительности.

Корректор М.Демчик