Устройство для регистрации момента пролета частиц Советский патент 1991 года по МПК G01T1/208 

Изобретение касается экспериментальной ядерной физики и физики космических лучей и может быть использовано при создании образцов техники, принцип действия которых основан на регистрации момента пролета заряженных частиц.

Цель изобретения - упрощение устройства при сохранении точности регистрации момента пролета частиц.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - схема отбора импульсов.

Устройство (фиг.1) содержит полосу из сцинтиллятора 1 длиной I, к одному из торцов которой подсоединен фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) 2. выход которого соединен с входом схемы 3 отбора импульсов. Первый выход схемы 3 отбора импульсов подключен к входу Стоп первого времяамплитудного преобразователя (ВАП) 4, а второй выход схемы отбора импульсов подключен к входу Стоп второго ВАП 5. Сигналы на входы Старт первого 4 и второго 5 ВАП (на фиг.1 не показаны) могут приходить, на- пример, от дополнительного монитора. Выходы первого 4 и второго 5 ВАП соединены с входами линейного сумматора 6.

К другому торцу полосы из сцинтиллято- ра 1 присоединен световод 7 с отражающим зеркальным покрытием 8 на противоположной грани.

Устройство работает следующим образом.

При полете частицы через полосу из сцинтиллятора в точке с координатой х свет от сцинтилляции распространяется в обе стороны вдоль полосы из сцинтиллятора 1 и

достигает ФЭУ 2 через время --, где v0 Vo

скорость распространения света в сцинтил- ляторе. Схема 3 отбора импульсов пропускает импульс ФЭУ 2 на вход первого ВАП 4 и блокирует его прохождение на второй ВАП 5. Поэтому на выходе первого ВАП 4 появляется импульс с амплитудой, пропорциональной величине - . После прохождения импульса на вход первого ВАП 4 схема 3 отбора импульсов открывается по второму входу на прохождение импульса и блокируется по первому выходу. Свет, распространяющийся вдоль полосы из сцинтиллятора 1 в сторону световода 7, проходит по световоду 7. доходит до отражающего зеркального покрытия 8, отражается, возвращается в обратном направлении и приходит на ФЭУ 2, при этом импульс с ФЭУ приходит на вход второго ВАП 5, на выходе которого возникает сигнал с амплитудой, пропорциональной

1-х 2L I интервалу времениЧ+ -, где L

длина световода; v - скорость распространения в нем света; I - длина полосы. При поступлении на вход схемы 3 отбора импульсов второго импульса в интервале вре2| 2L мени t 1на третьем выходе схемы

VQV

3 отбора импульсов возникает импульс, разрешающий срабатывание линейного сумма- тора б (стробирование сумматора). При этом на выходе линейного сумматора б появляется сигнал с амплитудой, пропорциональной

х 1-х 2L I

величине - +Н+ - , не зависяv0 v0 v v0

щей от координаты х прохождения частицы через полосу из сцинтиллятора 1.

Если в течение интервала времени

0

5

t +

после появления первого им0

5

0

5

0

5

0

5

21 + 2L

V6 V

пульса на выходе схемы 3 отбора импульсов второй импульс с ФЭУ 2 не приходит, то сигнал разрешения на третьем выходе схемы 3 отбора импульсов (строб-импульс) не вырабатывается и схема 3 отбора импульсов автоматически переводится в первоначальное состояние (первый выход открыт, второй выход заблокирован). При этом срабатывания устройства от статистических шумов ФЭУ не происходит.

Для того, чтобы работала вся длина полосы из сцинтиллятора, время прохождения света по световоду должно быть не меньше времени высветки сцинтиллятора, в противном случае при пролете частицы у ближнего к световоду края полосы сигналы ФЭУ от прямого света и отраженного могут слиться. Отсюда появляется требование 2 vr.

Время распространения света в сцин- тилляторе и световоде не превышает десятков наносекунд, выходные сигналы ВАП имеют микросекундные длительности, благодаря чему происходит правильная работа линейного сумматора. Установление ВАП в исходное состояние может происходить автоматически по внутреннему одновибрато- ру либо по заднему фронту строба.

В предлагаемом устройстве сохраняется независимость момента времени регист- ,рации от места прохождения частицы через полосу из сцинтиллятора, но примерно вдвое снижается энергопотребление устройства по цепям высоковольтного питания, поскольку используется всего один фотоэлектронный умножитель. Неопределенность времени регистрации, как и в известном устройстве, составит Тф V5, где Тф- временное разрешение ФЭУ. Выход ФЭУ может быть снабжен формирователем следящего порога.

Предлагаемое устройство выполнено со следующими параметрами: длина полосы см, сечение 10x2 см2, типа ФЭУ-85, световод из оптово-волоконной оптики длиной 2 м.

Параметры системы совпадали с параметрами известного устройства, снижение энергопотребления в 2,4 раза по цепям высоковольтного питания.

Схема 3 отбора импульсов выполнена по схеме, приведенной на фиг.2, не требующей подробных пояснений.

Формула изобретения

Устройство для регистрации момента пролета частиц, включающее полосу из сцинтиллятора, присоединенный к одному из ее торцов фотоэлектронный умножитель.

два времяамплитудных преобразователя и линейный сумматор, два входа которого подключены к выходам времяамплитудных преобразователей,отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства при сохранении точности регистрации момента пролета частиц, в него введен световод, присоединенный одной из граней к другому торцу полосы из сцинтиллятора, противоположная грань имеет отражающее зеркальЧастицв0

мое покрытие длиной не менее v г /2, где v - скорость распространения света в нем, г - время высветки сцинтиллятора. а также введена схема отбора импульсов, вход которой соединен с выходом фотоэлектронного умножителя, первый и второй выходы соединены с входами Стоп первого и второго времяамплитудных преобразователей соответственно, а третий выход соединен с логическим входом линейного сумматора.

Изобретение касается экспериментальной ядерной физики и физики космических лучей и может быть использовано при создании образцов техники, принцип действия которых основан на регистрации момента пролета заряженных частиц. Цель изобретения - упрощение устройства при сохранении точности регистрации момента пролета частиц. Устройство содержит полосу из сцинтиллятора, к одному из торцов которой подсоединен фотоэлектронный умножитель (ФЭУ), а к другому - световод, противоположная грань которого имеет отражающее зеркальное покрытие длиной не менее v т /2, где v -- скорость распространения света в нем; г- время высвечивания сцинтиллятора. Выход ФЭУ соединен с входом схемы отбора импульсов, имеющей три выхода, первые два из которых соединены соответственно с входами двух времяамп- литудных преобразователей (ВАП), выходы которых соединены с входами линейного сумматора, вход управления которого соединен с третьим выходом схемы отбора импульсов. Первый импульс ФЭУ проходит через схему отбора импульсов на вход первого ВАП, далее по этому импульсу схема Отбора переключает свое состояние и определенное время ждет второго импульса, который проходит на вход второго ВАП. Амплитуды импульсов с выходов ВАП суммируются по сигналу Строб с третьего выхода схемы отбора. Время регистрации не зависит от места прохождения частицы через полосу, а энергопотребление по вйсоко- му напряжению снижается в два раза из-за использования одного ФЭУ вместо двух. 2 ил. Ё о VI ю Ј Ю V4