СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СООТНОШЕНИЯМЕЖДУ ПРОБЕГОМ И ЭНЕРГИЕЙЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ Советский патент 1974 года по МПК G01T1/16 

1

Изобретение относится iK экспериментальной ядерной физике. Способ может быть применен в лабораториях, занимающихся ускорением тяжелых ионов, изучением механиз,ма взаимодействия иоио;в с ядраими и веществам ,и т. д., всюД(у, где иеобходимо знание точного соотношения иробегоа и энергией ионов в веществе.

Известный способ определения соотношения меледу пробегом и энергией заряженных частиц состоит в следующем:

мел1ду источ1Н,икО|М моНОэиергичных частиц и детектором, .измеряющие их энергию и интенсивность, .помещают поглотители из веществ а, про-бег в котором требуется измерить. Последовательно наращагвают слой (заранее определенный) шоглотителя до тех нор, пока не будет достигнут норог чувствительности детектора, измеряющего остаточную энергию. Экстраполяцией полученного значения толщины поглотителя к нулевой остаточной энергии частиц в детекторе получают средний пробег частиц в поглотителе. Тамим методом получены все имеющиеся до сих пор соотношения /.между пробегоим и энергией частиц с м-ассой ;от протона и выше.

При использоваиии известного способа необходимо плавно изменять толщину поглотителя, особенно вблизи нулевой остаточной энергии, фиксируемой детектором, что удобпо лишь для газовых поглотителей. При тяжелык За.ряженных частица-х зарядом z 1, fipo6erH которых в веществе .малы, так как удельная ионизация dEjdX « mz, экстраполяция к нулевой энергии неточна. Это связано с невозможностью точного определения малых энергий заряженных частиц и довольно далекой экстратоляцией ввиду большой дисперсии тяжелых заряженных ча.стиц в веществе для энергий, соответствующих концу пробега. Больщая неточность возникает и из-за .множества возможных зарядовых состояний эле.ментов с 2 1 при малых энергий 1ИОН01В, когда измерения вьиполняют с помощью магнитных анализаторов для более точного олределения энергии первичного иона. Точность определения соотнощения пробег-энергия составляет несколько процентов и у.худшается с увеличением массы и

Цель изобретения - повышение точности заряда ионоВ.

определения соотношения между пробегом и .энергией заряженных частиц.

Новизна предлагаемого способа состоит в

измерении энергии ионов в .момент изменения .амплитудного разрещения при переходе от частичного поглощения энергии ионов к полгному поглощению в поглотителе, выполненном как детектор типа dE/dX.

. СУЩНОСТЬ способа:

1)Вместо плавного изменения толщины поглотителя предлагается .плавное изменение энергии частиц, например, путем изменения магнитното поля в магнитном анализато)ре частиц, или на П:ряжен:ия иа эле1КТ1ростатическом генераторе-ускорителе заряженных чаСТИЦ.

2)Вместо регистрации небольшой части юстаточной энергия частиды, проходящей через логлотитель, предлагается измерение ос;но,вной доли энергия в ноглотителе, выполнеьном KaiK детектор типа dEjdX.

3)Вместо эйстраполяЦии остаточной энергии к нулевому остаточнО|му пробегу в детекTOipe юредлагается адределвние оразу ореднеiro шробега для энергин, соот1ветств1ующей из менению амплитудного разрешения детектора

типа dE/dX в мо.мент совпадения среднего пробега йона с толщиной детектора. Резкое изменение (улучшение) амллитудного разрешения детектора dE/dX , тому, что изза частичных энергетических лотерь дисперсия энерлии иана в случае его прохождения через детектор существенно хуже, чем в случае его -ПОЛНОГО поглощения, когда пробег ио,на совпадает с толщиной детектор-а. По этой же причине можно ожидать, что, благодаря увеличению дисперсии энергетических потерь иона с увеличением z повысится точность определения момента перехода в дисперсии от частичного поглощения (прохождение иона через детектор) к 1полно1му, а значит и точность определения соотношения между пробегом и энергией.

Использование данного способа определения соотношения между пробегом и энергией обеспечивает;

1)Возможность определения соотношения между пробегом и энергией ионов непосредственно из эксперимента без экстраполяции и вне зависимости от свойст в детектора к регистрации низкоанергичных ионов.

2)Точность предлагаемого метода выше, чем точность существующего, и, в противоположность ему, повышается с увеличением заряда И массы ионов. Это обстоятельство важно в связи с развитием в последние годы техники ускорения очень тяжелых (вплоть до урана) ионов.

3)Дифференцирование зависимости дисперсии ион.а от эHiepГии (или матитной жесткости) дает непосредственно значение дисперсии пробега иона в веществе.

Предмет изобретения

Способ определеНИя соотношения между пробего1м и энерлией заряженных частиц, отличающийся тем, что, с целью повьгшения то;ч1ност.и, изме|ряют эне,р1гию ио;Н101в в мо:мент из1Мвнения амплит|удного разрешения при переходе от частичного поглощения энергии ионов « полному поглощению в поглотителе, вы1пол,неином 1ка,к детектор типа dE/dX.