Газоразрядный детектор частиц Советский патент 1992 года по МПК G01T1/18 H01J47/00 

Изобретение относится к физике элементарных частиц, ядерной физике и может быть использовано для регистрации элементарны частиц.

Известен газоразрядный детектор частиц, содержащий камеру с газовой смесью, в которой расположены катод и перпендикулярно к нему игольчатые аноды, расположенные периодически на расстоянии друг от друга по двум взаимно перпендикулярным осям. Недостатком известного детектора является низкая эффективность регистрэции частиц в зоне между игольчатыми анодами.

Целью изобретения является повышение эффективности регистрации.

Это достигается в газоразрядном детекторе частиц, содержащем камеру с газовой смесью,, в которой расположены катод и перпендикулярно к нему игольчатые аноды, расположенные периодически на расстоянии S друг от друга по двум взаимно пёрпендикулярным осям, за счет выполнения катода в виде двух параллельно расположенных на расстоянии 2L пластин, в одной из которых выполнены отверстия для игольчатых анодов, на концах игл которых имеютсясферические насадки диаметром D, при этом выполняются условия 2 D/d :S4, где d - диаметр иглы; 2,5 L/D- 3; 5 S/D 7,5, а газовая смесь состоит из аргона, метана и метилаля.

На фиг.1 показан предлагаемый газоразрядный детектор частиц; на фиг.2 -- то же, вид сверху; на фиг.З - приведены кривые по измерению эффективности.

Детектор содержит катод с верхней 1 и нижней 2 пластинами, сферические насадки 3 на иглы 4 анода, изоляторы 5, 6 и 7, камеру 8.

Аноды в виде игл 4 с,насадками 3 в форме сфер вставляк тся в отверстия в изоляторе 7 под поверхностью нижнейпластины 2 катода и закрепляются на нем так, чтобы центры сфер были расположены в зазоре L между пластинами катода с шагом S. Изолятор 5 задает расстояние между катодами, равное 2L. К нему прикреплены.Bijpxняя 1 и нижняя 2 пластины катода с изолятором 7.

Детектор частиц работает следующим образом.

В рабочий объем камеры 8 задувается газовая смесь. Между пластинами 1 и 2 катода и анодами подается высокое напряжение, в месте прохождения заряженной частицы появляется сигнал на аноде, который регистрируется электроникой. Сигнал от каждого анода с насадкой 3 в форме сферы дает сразу две координаты пройденной частицы. Газоразрядный детектор работает в самогасящемся стримерном режиме.

Газоразрядный детектор содержит 100 анодов в виде игл диаметром d 0,8 мм с насадками в форме стальных сфер диаметром D 2 мм. Аноды расположены с шагом S 15мм, причем центры сфер расположены на равном расстоянии L 5,5 от пластин катода. Аноды в виде игл с насадками в форме сфер вклеены в фольгированную стеклотекстолитовую пластину. Вокруг анода электрохимическим способом вытравлена медленная фольга диаметром 2R, который выбирается из условия отсутствия пробоев. Фольга представляет собой нижнюю пластину 2 катода; а верхняя пластина 1 катода - это медная фольга толщиной 50 мкм, наклеенная на текстолитовую рамку (изолятор 6). Изолятор 5 изготовлен из стеклотекстолита толщиной 2L 11 мм, к которому приклеены верхняя 1 и нижняя 2 пластины катода с помощью эпоксидного клея. В рабочий объем камеры 8 газоразрядного детектора задувается смесь аргона, метана и метилаля в соотношении 3:1:1. Между катодом и анодами подается высокое напряжение, меняющееся отО до 10 кВ с постоянным током нагрузки 1н 200 мкА, потребление тока на один анод равно 2 мкА при загрузке 5 . К анодам подсоединяется электроника съема сигналов, которая фиксирует сигналы о прошедшей

частице в рабочем объеме камеры 8 на площади Рмах 225 см.

На детекторе были проведены эксперименты по измерению эффективности на космических частицах и с радиоактивным / -источником 90S при загрузках NI с N2 3 10 с и N3 5,0 10 с в пересчете на один анод, (см. фиг.2, где абсцисса - это напряжение питания в киловольтах - U (кВ);

а ордината - это эффективность регистрации детектора .1%. Кривая а-космические частицы, кривые b и с - радиоактивный источник. Буквами О.П. обозначена область пробоев, когда детектор теряет работоспособность. ,

Кривые на фиг.2 свидетельствуют о высокой (более 80%) эффективности регистрации частиц на площади 225 см, возможности перекрывать большие площади регистрации.

Простота конструкции способствует возможности автоматизированного производства подобных детекторов в промышленности.

Формулаизобретения

1.Газоразрядный детектор частиц,, содержащий камеру с газовой смесью, в которой расположены катод и перпендикулярно к нему игольчатые анодь, расположенные

периодически на расстоянии S друг от друга по двум взаимно перпендикулярным осям, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности регистрации, катод выполнен в виде двух параллельно

расположенных на расстоянии 2L пластин, в одной из пластин выполнены отверстия, через которые в пространство между пла- стинами введены игольчатые аноды со сферическими насадками на концах, при этом

выполняются условия 2 D/d 4;,где d диаметр иглы; D - диаметр сферической насадки; 2,5 L/D 3; 5 S/D 7,5.

2.Детектор частиц по п.1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что газовая смесь состоит из

аргона, метана и метилаля, 5 д 1

сриг4 б

Изобретение относится к физике элементарных частиц, ядерной физике и может быть иЬпользовано для регистрации элементарных частиц. Целью изобретения яв-ляется повышение эффективности peгиct- рации. Детектор содержит катод с верхней 1 и нижней 2 пластинами, сферические насадки 3 на иглы 4 анода, изоляторы 5, 6, 7, камеру 8 с газовой смесью. Иглы 4 анода расположены на расстоянии S по двум взаимно перпендикулярным осям, а пластины 1 и 2 катода - на расстоянии 2L При этом выполняются условия 2 < D/d ^ 4, где D - диаметр сферической насадки 3,' d - диаметр иглы 4,- 2,5 < L/P < 3: 5 < S/D < 7Д а газовая смесь состоит из аргона, метана и метилаля. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

+

2Я U g k g

s.u

(fus.Z

l/L fl /и Wl/l/2UJl/

,..- vife/ H

.З

S ЦкК