Способ определения ионизирующей способности частиц в стримерной камере Советский патент 1990 года по МПК G01T5/12 H01J47/02 

Изобретение относится к газоразрядным трековым приборам, в частности к технике проведения с помощью таких детекторов ионизационных измерений.

Целью изобретения является повышение точности определения ионизирующей способности частиц по следам на снимках в стримерной камере, используя распределение потерь энергии в индивидуальных столкновениях.

Сущность способа заключается в следующем.

На следе частицы в стримерной камере считают количество стримеров, измеряют их диаметры d, находят ионизационные потери энергии в местах образования стримеров исходя из соотношения f R)-d, Ионизирующую способность частицы определяют исходя из полученного распределения потерь энергии С частицы в местах образования стримеров, а коэффициент пропорциональности /5 например, с-помощью следа частицы с известной ионизируюгдей способностью

по соответствующему распределению диаметров.

Соотношение, связывающее иониза- ционные потери в месте образования стримера с его диаметром dg, ,

.-

с

базируется на следующих соотношениях

1. Вклад злектростатической гии, накопленной при развитии лави- ны, в ее световыход является определяющим. При этом радиус лавины,развивающийся от одного электрона и определяемый электростатическим расталкиванием электронов в ее головке:

Э

Гд -л|зчМ/47б5оЕ dc/2,

m(N) .

25

заряд электрона, Кл;

абсолютная диэлектрическая 20

проницаемость вакуума, относительная диэлектрическая проницаемость среды; первый коэффициент Таундсенда, 1/см; напряженность электрического поля. В/см;

коэффициент газового усиления.

общем случае число начальных 30 ов лавины т , лавина имеий коэффициент газового усии общее число электронов в

- .35

3. Число начальных электронов m лавины в данном месте следа частицы определяется соотношением

m. /W; ,

где - ионизационные потери части

в данном месте; W { - энергия образования пары

электрон - ион. Из пунктов 1, 2 и 3 следует, что

dj. - 2Гэ 2 4зя inN/4 ибе

5 Г

-43q-6-N

б- N/W;4 ge o6E; djC cM 2л|4-32-10- е- N/W;o6E ,

т.е. ионизационные потери частицы в данном месте следа пропорциональны dg при условии, что электрическое поле в зазоре стримерной камеры равномерное (otE постоянно для данного снимка следа) и газ достатоно чист.

,

О 5

25

20

30

35

40

45

0

5

Общие зарегистрир-рванные потери

uEjl частицы на длине следа 1

.i:d,

1 (

где п - число стримеров на следе длиной 1.

Величина f заключена в пределах:

Snoj) 6 -

макс

где &поб минимальная (пороговая) величина ионизационных потерь энергии, регист- рируемая камерой; макс максимальная величина ионизационных потерь, при которой о -электроны еще остаются в пределах следа. В случае, когда исследуемый трек релятивистской частицы имеет большую длину, а следовательно, большое количество стримеров, процесс калибровки можно свести к определению положения зубца на измеренной для исследуемого трека зависимости dN(d dp/dl.

Положение зубца- на энергетической шкале является известной физической величиной, соответствзтоцей краям полос поглощения атомных оболочек, например в случае неона: положение зубца соответствует энергии 850 эВ.

На чертеже изображена точками экспериментально полученная со снимка в стримерной камере, наполненной неоном, зависимость dN(dj, d)/dl - плотность стримеров на треке частицы с диаметрами - как функция d. Энергетическая шкала прокалибрована по распределению диаметров стримеров на треках частиц с известной ионизирующей способностью. Сплошная кривая - теоретическое, распределение потерь энергии частиц в ивдивидуаль- ных столкновениях. Положение зубца на этой кривой соответствует энергии 850 эВ,

Предлагаемый способ позволяет дополнить сведения об ионизирующей способности частиц в стримерной камере и, следовательно повысить надежность их идентификации.

Формула изобретения 1: Способ определения ионизирующей способности частиц в стримерной камере, включающий дчет числа стримеров, отличающийся тем.

ч-го , с целью -повышения точности определения ионизирующей способности частиц, измеряют диаметры стримеров d, на снимках следов частиц в стри- мерной камере, рассчитывают ионизационные потери частицы в местах образования стримеров по формуле « fi -dg и ионизирующую способность частицы определяют исходя из распре- д.еления потерь энергии частицы в местах образования стримеров, а коэффициент 5 калибруют по соответствую

щему распределению диаметров стримеров из следа частицы с известной ионизирующей сйособностью.

2. Способ по п.1, о т л и .4 а ю- щ и и с я тем, что калибровку коэффициента j6 проводят по графику распределения диаметров стримеров на треке исследуемой частицы, используя зубец участка выступа, соответствующий краю полос пог; ощения атомных оболочек рабочего газа стримерной камеры.

Изобретение относится к газоразрядным трековым детекторам и может быть использовано в физике элементарных частиц в экспериментах на ускорителях. Цель изобретения - повышение точности определения ионизирующей способности частиц. На снимках частиц в стримерной камере считают число стримеров, измеряют их диаметры D_с, ионизационные потери энергии ε частицы в местах образования стримеров рассчитывают по формуле ε=β^.D_с, ионизирующую способность частицы определяют по распределению потерь энергии в местах образования стримеров, а коэффициент β калибруют по соответствующему распределению диаметров стримеров на треке частицы с известной ионизирующей способностью. В случае, если трек имеет большую протяженность, то энергетическую калибровку проводят по распределению диаметров стримеров на треке исследуемой частицы используя зубец, соответствующий краю полос поглощения атомных оболочек рабочего газа стримерной камеры. Использование способа позволяет повысить надежность идентификации релятивистких частиц. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

fOt I

I

ro

6 5

4

10

10ea.8