Детектор для регистрации нейтрино Советский патент 1977 года по МПК G01T5/00 

Это достигается тем, что в предлагаемом детекторе в качестве рабочей жидкости использована диэлектрическая жидкость с электроотрицательиыми свойствами, например фреон, а сигнальные электроды выполнены в виде сетки из трех электрически изолированных и жестко связанных между собой нитяных плоскостей, причем нити крайних электродов параллельны между собой, попарно объединены и расположены под углом 90° к нитям среднего электрода, при этом сетка снабжена устройством для поступательного перемещения ее в направлении, перпендикулярном плоскости электродов.

На чертеже схематично показана конструкция предлагаемого детектора.

Детектор .включает в себя резервуар, заполненный рабочей жидкостью 1, трехэлектродную нитяную систему 2, средний электрод 3 в системе с нитями, направленными вдоль оси X, крайние электроды 4 в системе с нитями, направленными вдоль оси У. Устройство для перемещения сетки условно не показано. Направление движения электродов на чертеже показано стрелкой С.

Принцип работы детектора заключается в следующем. В процессе взаимодействия нейтр ино € веществом жидкости образуется первичный электрон с энергией, близкой к энергии нейтрино. Этот электрон на пути своего движения ионизирует жидкость и оставляет след из вторичных электронов и положительных ионов. Вторичные электроны, в свою очередь, за время 10- -IQ-i с термолизуются и захватываются молекулами жидкости и примесями в них или сольватируются. В результате данного процесса отрицательные ионы и сольватные комплексы вместе с положительными ионами формируют трек первичного электрона. Такой трек, состоящий из тяжелых ионов, будет долго сохранять свою пространственную геометрию в силу исключительно малой скорости процесса диффузного движения ионов в жидкостях. При каждом перемещении пары нитяных электродов через весь объем будет осуществляться «сканирование пространственных координат треков (X, У, Z) путем сбора на нити ионов. Измерение в процессе сканирования распределения ионного заряда по треку и определение общей его величины дают информацию об импульсе первичного электрона и, следовательно, об импульсе нейтрино.

В качестве рабочих сред могут использоваться практически любые диэлектрические жидкости, так как электроны в них захватываются как молекулами самих жидкостей, так и примесями в них. Пусть детектор заполнен жидким фреоном. Выход свободных ионных пар в нем в электронном треке составляет 0,2 на 100 эБ затраченной энергии.

При первичной энергии электрона (например, от солнечного нейтрино) 10 эВ выход свободных ионов составит 2-103 ионов на пути в см. Такой заряд, собранный на нити, обеспечивает определение координат трека первичного электрона с точностью ,15 мм и энергии с точностью 5-10%. За время движения нитяных электродов вдоль всего детектора диффузное размытие трека составляет г 2DT, где Т - время движения электродов, D - коэффициент диффузии ионов, равный . Если принять ,3, ч, то г 1,5 мм.

Точность определения центра трека обычно составляет 0,15 мм. Число нитей в трех электродных плоскостях в таком детекторе составляет 10 (вместо 10 в известном детекторе). Больщой Быигрыщ (В числе нитей достигается благодаря применению в предлагаемом устройстве принципа последовательного сканирования треков в объеме детектора.

Из приведенного примера видно, что «запоминание трека в жидкой среде упрощает последующее измерение его координат. Принцип сканирования треков путем перемещения электродной системы, используемый в данном детекторе, дает резкое сокращение числа сигнальных нитей.

Формула изобретен |И я

Детектор для регистрации нейтрино, содержащий камеру с рабочей жидкостью, проволочные сигнальные электроды и электронную систему регистрации, отличающийся тем, что, с .целью упрощения электронной системы регистрации объемного расположения треков и уменьщения числа сигнальных нитей, в качестве рабочей жидкости использована диэлектрическая жидкость с электроотрицательными свойствами, например фреон, а сигнальные электроды выполнены в виде сетки из трех электрически изолированных и жестко связанных между собой нитяных плоскостей, причем нити крайних электродов параллельны между собой, попарно объединены и расположень под углом к нитям среднего электрода, при этом сетка снабжена устройством для поступательного перемещения ее в направлении, перпендикулярном плоскости электродов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство № 334479, кл. G 01Т 5/00, 1972.

2.Зацепин П. Г. и Понтекорво Б. Об одной экспериментальной возможности в нейтринной астрономии. Письма в журнал экспериментальной и теоретической физики, Т. 12, № 7, 1970, с. 347.