Устройство для регистрации координат частиц в дрейфовой камере Советский патент 1983 года по МПК G01T5/12 

Изобретение относится к экспери ментальным методам ядерной физики и может быть использовано для регистрации координат частиц, изучаемых в физике атомного ядра и элементарных частиц, а также в при кладных задачах, связанных с регис рацией частиц и полей излучения, например в ядерной медицине и дру гих областях, где регистрируются координаты отдельных электронлых облаков на следах частиц. Известно устройство для регистрации координат частиц в дрейфовой камере, содержащее регистрирующий свет элемент tl . Однако оно не позволяет получат в объеме одного детектора информацию более чем об одной координате следа частицы. Наиболее близким по технической сущности является устройство для регистрации координат частиц в дрейфовой камере с помощью системы многопроволочных электродов и регистрирующих свет элементов. Устройство представляет собой два параллельных плоских многопроволочных электрода, расположенных в конце дрейфового промежутка камеры Межэлектродный промежуток находится в поле зрения фотоэлектронн го умножители. К электродам приложены электрические потенциалы таким.образом, чтобы обеспечить, во-первых, прохождение части дрейфующих электронов через первый со стороны дрейфового промежутка проволочный электрод, а зо-вторых - ускорение электронов в межэлектродном промежутке до энергий,,достаточных для возбуждения свечения частиц газа, которое регистрируется фотоэлектронным умножителем. Таким образом, данное устройств позволяет измерять лишь координату частицы вдоль направления электрического поля. Целью предлагаемого изобретения является увеличение объема информации о координатах центра тяжести облака электронов на следе частицы получаемой в объеме одного детектора. Цель достигается тем, что в устройстве для регистрации координат частиц в дрейфовой камере с по мощью системы многопроволочных электродов и регистрирующих свет элементов система многопроволочных электродов выполнена в виде трех плоских электродов, расположенных на пути дрейфа облака электронов, причем плоскости первого и второго и плоскости первого и третьего электродов образуют острые двугран ные углы с пересекающимися ребрами 06. На фиг. 1 представлено устройство для регистрации кооординат центра тяжести облака электронов, возникающего в дрейфовом объеме камеры; на фиг. 2 - возникающая на выходе устройства временная последовательность электрических импульсов, несущая информацию о трех кооордйнатах центра электронного облака. Устройство состоит из трех многопроволочных электродов 1,2,3 и фотоэлектронного умножителя 4. Многопроволочные электроды выполнены в виде плоских рамок, на которые натянуты проволочки из проводящего электрический ток материала диаметром 20-100 мкм. Электроды расположены в конце дрейфового промежутка так, что плоскость электрода 2 образует с плоскостью электрода 1 угол в направлении X, а полость электрода 3 образует с плоскостью электрода 1 угол 0° Ц 90° в направлении Y . Фотоэлектронный умножитель расположен так, что в поле его зрения попадают все три электрода. Электрод 1 зазе и1яют, а к электродам 2 U 3 прикладывают электрические потенциалы 2 -з соответственно, причем Oj (J2 О . Пусть в момент времени дрейфовом объеме камеры под действием излучения возникло облако электронов (например, на следе фотоэлектрона ), Под действием электрического поля облако дрейфует к электромомент времени t достигаДУет его. Вследствие увеличения энергии электронов в сильном неоднородном электрическом поле вблизи проволочек электрода 1 происходит возбуждение частиц газа и в момент времени t возникает световая(электролюминесцентная ) вспышка, которая регистрируется фотоэлектронным умнЬжителем. Часть первоначально дрейфовавших электронов проходит сквозь электрод 1 к продолжает дрейф к электроду 2. Вблизи проволочек электрода 2 электроны возбуждают вторую электролюминесцентную вспышку в момент времени t. Третья вспышка света возникает в момент достижения электронами электрода 3 -- Таким образом, информация о координатах X , и Z места возникновения электронного облака на выходе фотоэлектрнного умножителя представляется последовательностю трех импульсов тока, причем, если скорость дрейфа электронов в преелах изменения напряженности электрического поля между электроами 1 и 2 и между электродами 2 и. 3 постоанна (это достигается

введением в газ специальных добавок|, то

(

скорость дрейфа электронов

где в однородном электрическом поле

2 скорости дрейфа электронов в неоднородных электрических полях и соответственно.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет увеличить объем информации о координатах электронного облака в дрейфовой камере с электролюминесцентным объемом информации.в 3 раза. Устройство позволяет регистрировать координаты электронного облака в двухфазном дрейфовом детекторе - эмиссионной камере. При этом излучение, например, гамма-кванты поглощаиртся в конденсированном веществе, а координаты образующихся электронных облаков регистрируются в газе (после эмиссии электронов в газ) пред0лагаемым устройством.

Плоские многопроволочные электроды в предлагаемом устройстве могут быть заменены на многопроволочные электроды произвольной формы, например цилиндрической, а фотоэлектронный умножитель - на любой другой светочувствительный элемент.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИКООРДИНАТ ЧАСТИЦ В ДРЕЙФОВОЙ КАМЕРЕ с помощью системы многопроволочных электродов и регистрируквдих свет элементов, отличающееся тем, что, с целью увеличения объема информации о координатах центра тяжести облака электронов на следе частицы, система (чногопроволочных электродов выполнена в виде трех плоских электродов, расположенных на пути дрейфа облака электронов, причем плоскости первого и второго и плоскости первого и третьего электронов образуют острые двухгранные углы с пересекающимися ребрами.

г / 6