Трековая камера Советский патент 1983 года по МПК G01T5/00 

Изобретение относится к технике регистрации частиц и может быть использовано в лабораториях, занимающихся исследованиями по ядерной физике и физике элементарных частиц. Известно, что существунвдие треко вые приборы не позволяют наблюдать треки частиц с сечением рассеяния света, меньшим, -чем 10 см. Исполь зование голографического метода гашения фона позволяет повысить чувствительность таких приборов до 10 см. Ближайшей к предложенной является трековая камера Ю,Л. Соколова, которая содержиткювету со смесью паров спирта и воды, систему освещения рабочей среды по схеме ФукоТеплера, систему формирования изображения и фоторегистратор с затвором. . . Трековая камера Ю.Л. Соколова работает следующим образом. После помещения в кювету радиоактивного источника,, испускающего альфа-частицы, последние создают оптические неоднородности в рабочей среде. При этом следы альфа-частиц удается зарегистрировать без помощи цикла расширения рабочего объема. На фотографиях получаются треки, возникшие За время экспозиции. Недостаток такой трековой камеры с безынерционным режимом работы состоит в том, ч-то оптические элементы системы, линзы и стекла кюветы, особенно заводского изготовления, создают высокий уровень фоновой засветки поля зрения, что исключает возможность регистрации све та, рассеянного .на слабых оптичес|ких неоднородностях вдоль трека релятивистской частицы. Между тем, сечение рассеяния све та на оптических неоднородностях в газе под давлением 20 атм, возникших под действием релятивистской частицы, составляет около . Цель изобретения - обеспечение возможности регистрации релятивистских частиц с минимальной ионизацие и безынерционном режиме работы трековой камеры. Поставленная цель достигается те что рабочей среде камеры (в данном случае - газу) придаются оптические свойства собирающей линзы. Для этог трековая камера содержит нагреватель , установленный вдоль трубы, ко торая выполняет функцию корпуса тре .ковой камеры, систему прокачки газа теплообменник для восстановления на чальной температуры газа. Причем труба на торце имеет окно, а соотношение между дис1метром I) и длиной L отвечает условиюL/D 40. Предложенная камера изображена н чертеже. Трековая камера содержит раму 1, обогреватель в те 4оизоляции 2 по Ч всей длине трубы, систему 3 непрерывной прокачки газа, теплообменник 4 для охлаждения нагретого газа, систему 5 освещения камеры, окно ;6 для освещающего пучка света, улавливатель 7 прямого пучка, окно 8 на торце трубы, фотообъектив 9 для получения фотографии или голограммы 10, фоторегистратор 11, систему счетчиков 12, управляквдих работой фоторегистратора. Трековая камера работает следующим образом. Труба, содержащая рабочую среду (газ) нагревается снаружи, а газ непрерывно прокачивают по трубе. -Если диаметр трубы D и скорость прокачки газа выбрать такими, чтобы течение газа было ламинарным, то по сечению трубы устанавливается аксиально-симметричное поле распределения температуры с параболическим ходом температуры по радиусу, а газовая среда приобретает свойство собирающей линзы. Соотношения между диаметром трубы), д.линой рабочей части трубыL и разностью темпера.тур на концах трубы выбирают такими, чтобы расстояние от точечного источника до точки фокуса равнялась бы длине рабочей части трубы L . После достижения указанного сатнционарного распределения температур в газе трековая камера готова к работе. При прохождении заряженной частицы релятивистских скоростей и при ее распаде или взаимодействии с газом система счетчиков вырабатывает управляющий импульс, который открывает затвор фоторегистратора. Время осуществления оптических неоднородностей вдоль трека частицы составляет около 1 МКС, после чего энергия диссипирует по всему объему камег ры. Режим формирования и наблюдения трека является безынерционным. Очередное событие может быть сфотографировано через 1 МКС. I : Пример. Для криптона под давлением 16 атм при разности температур на концах трубыд Т 30° и диаметре трубы D-IO см расстояние от точечного источника до фокуса равно 4 м. В камере предложенной конструкции единстве11ной причиной фоновой засветки поля зрения является молекулярное рассеяние света в газе, которое можно сделать малым по сравнению с сечением рассеяния света на оптических неоднородностях вдоль игрека релятивистской частицы.

3556654. «

П p. и м е p. Для криптона при 20 раз меньше сечения рассеяния све

давлении 16 атм и начальной темпе-.та на оптических неоднородностях

ратуре 173 К суммарное сечениевдоль трека релятивистской часмолекулярного рассеяния света в|тицы.

ТРЕКОВАЯ КАМЕРА, содержащая корпус с газовой рабочей средой, систему освещения объема по схеме Фуко- Теплера, систему формирования изображения треков, фоторегистратор исистему управления затвором фоторегистратора, отличающаяся тем, что, с целью регистрации релятивистских частиц с минимальной ионизацией в безынерционном режиме управления, корпус камеры выполнен в виде трубы с окном на торце, соотно?- шение между диаметром D и длиной L которой отвечает условию L/0^40, содержит обогреватель по всей длине трубы, систему прокачки газа, теплообменник для восстановления начальной температуры газа.&*п д Э^^сл>&