Устройство для определения направления прилета заряженных частиц Советский патент 1990 года по МПК G01T1/29 

ройства прилета

ные тор 5

блок ние

Изобретение относится к экспериметодам ядерной физики :ет быть использовано для опреде- направления прилета заряженных Ц в космофизических эксперимен- в экспериментах на ускорителях, изобретения - уменьшение га- устройства и снижение энергомент;1льными моз ленш част тах I

Ц«ль баритов

потребления, На

чертеже изображена схема уст- для определения направления частиц.

Устройство содержит сцинтилляцнон- 1 и 2, ФЭУ 3 и 4, компара- напряжения, входы компаратора - инвертирующий 6, неинвертирукяций 7,

J регистрации частиц. Направле- джжения исследуемых частиц

показано стрелкой 9, направление движения частиц противоположного направления - стрелкой 10. Выход ФЭУ 3 присоединен к инвертируюдему входу 6 компаратора 5 напряжения, а выход ФЭУ 4 присоединен к неинвертирующему входу 7 компаратора. Выход компаратора 5 напряжения присоединен к входу блока 8 регистрации частиц. Толщины полос 1 и 2 выбираются равными друг Другу. Блок регистрации может быть выполнен в виде схемы совпадений, на один из входов которой поступает сигнал с выхода компаратора, а на другие входы - сигналы с детекторов, свидетельствующие о факте прохождения частицы.

ОО

сл

ко

Устройство работает cлeдyюш м об- ;

разом.

Движущаяся заряженная частица производит ионизацию материала детекто- PQB - сцинтилляционных полос, Удельные ионизационные потери заряженных частиц с кинетической энергией Т .сМ с, где М - масса частицы; с - скорость света, пропорциональны I/T,. Таким образом, при движении заряженной частицы с кинетической энергией Т /Т М с (в направлении 9) потери энергии заряженной частицы на ионизацию среды в сцинтилляционной полосе 1 меньше, чем в сцйнтилляционной полосе 2, при условии равенства толщин полос Г и 2. Амплитуды сигналов ФЭУ 3 и 4 пропорциональны степени ионизации, произведенной в сцинтилляционных по-

.dE v лосах 1 и 2, т.е. А; )- х ,где

j-p

А - амплитула сигнала ФЭУ; - - удельные ионизационные потери; x; - толщина полосы сцинтиллятора , 2. Т.е. А;, А, поскольку частица, движущаяся в направлении 9, после прохождения сцинтилляционной полосы 1 обладает кинетической энергией (Т,,, - () fkxj и при условии i

U

удельные потери энергии в сцинтилляционной полосе 2 больше удельных по- терь энергии в сцинтилляционной полосе 1. Сигналы с выходов ФЭУ 3 и 4 поступают на входы 6 и 7 соответственно компаратора 5 напряжения. Компаратор 5 производит сравнение ампли туд сигналов на входах 6 и 7. Следовательно, при прохождении частицы в направлении 9 на выходе компаратор возникает импульс логической 1 . В то же время при прохождении части- цы в противоположном направлении 10 сигнал на выходе компаратора не возникает. Блок 8 регистрации частиц

воспринимает сигналы о направленки прилета заряженных частиц, поступающие с компаратора 5.

Предлагаемая схема устройства позволяет располагать сцинтилляцион- ные полосы непосредственно друг за другом на пути движения частиц и применять для вьщеления направления прилета частиц всего одну микросхему (компаратор напряжений) вместо энергоемких формирователей со следящим порогом и приоритетных дискриминаторов.

Область применения предлагаемого устройства ограничивается толщиной и точностью изготовления используемых сцинтилляционных полос. Так, нижний диапазон измеряемых энергий определяется суммарной толщиной сцинтилляционных полос, верхний - неточностью изготовления полос равной толщины и шумами ФЭУ.

Формула изобретения

Устройство для определения направления прилета заряженных частиц, включающее две сцинт1шляционные полосы, каждая из которых оптически соединена с соотв етствующим фотоэлектронным умножителем, причем сцинтилля- ционные полосы расположены одна за другой -на пути движения частиц, а также блок регистрации частиц, отличающееся тем, что, с целью уменьшения габаритов устройства и снижения энергопотребления, в наго введен компаратор напряжения, линейные размеры сцинтилляционных полос в направлении движения выбраны одинаковыми, выход одного фотоэлектронного умножителя соединен с инвертирующим входом компаратора, выход другого фотоэлектронного умножителя - с неин- вертирукщим входом компаратора, а вы- ход компаратора - с входом блока регистрации частиц.

Изобретение относится к экспериментальным методам ядерной физики и может быть использовано при космофизических экспериментах. Целью изобретения является уменьшение габаритов устройства и снижение энергопотребления. Устройство содержит две сцинтилляционные полосы, каждая с соответствующим фотоэлектронным умножителем. Введение в устройство компаратора напряжения и выполнение сцинтилляционных полос одинаковыми по линейному размеру в направлении движения частиц позволяют сократить расстояние между полосами и снизить энергопотребление за счет уменьшения количества электронных схем. 1 ил.