Стримерная камера Советский патент 1984 года по МПК G01T5/12 

ю

О&

00

оь Изобретение относится к области приборостроения на основе использования газового разряда, например, в тректовьк детекторах ядерной физики, в частности в искровых и стримерных камерах. Известны и широко используются газоразрядные трековые детекторы для регистрации следов заряженньк частиц, например искровые камеры Основным недостатком таких камер является ярко выраженная неизот ропность регистрации заряженных частиц внутри трекочувствительного объема и они малопригодны для созда ния детекторов с так называемой 4Д|-геометрией, когда частицы эффек тивно регистрируются внутри чувствител-ьного объема в телесном угле 4 ji и дают полную картину ядерного взаимодействия частиц. С этой точки зрения более совершенным прибором ябляется стримерная камера, Ближайшим к изобретению является стримерная камера, содержащая треко чувствительный объем, заполненный рабочим газом, генератор высоковольтных импульсов и фоторегистрирующую аппаратуру 2 J. В качестве рабочего газа обычно используются неон, гелий и их смеси. До настоящего времени неоновая или неон-гелиевая стримерные камеры находят широкое применение, так как именно в этих камерах получается лучшая локализация треков. Недостатком этих камер является невысокая яркость свечения стример - ных следов, обусловленная характеро развития разряда в этих газах. Это существенно ограничивает возможност использования стримерных камер в фи зике элементарных частиц, так как в больших стримерных камерах этот нед таток вырастает в проблему, посколь ку обеспечить требуемую глубину рез кости в камере при большом относительном отверстии объектива (1:2; 1:А) невозможно без ухудшения разрешения. Применение же самых высоко чувствительных фотопленок (4000 5000 ед. ГОСТ) приводит также к падению р-ззрешения в камере из-за их крупнозернистости. Поэтому при оптимальном режиме работы средний диаметр изображений стримеров в камере составляет 2-3 мм, длина м При повышении давления рабочего газа размеры стримеров сокращаются, однако их яркость практически не возрастает, и проблема остается. Кроме того, большинство газоразрядньЕх детекторов ядерной физики работают при атмосферном давлении внутри трекочувствительного объема, поскольку в этом случае обеспечивается минимум постороннего вещества на пути часЦелью изобретения является повышение яркости свечения следов заряженных частиц в стримерной камере и улучшение разрешающей способности. Цель достигается тем, что в стримерной камере, содержащей треко- чувствительный.объем с рабочим газом, генератор высоковольтных импульсов и фоторегистрирующую аппаратуру и в качестве рабочего газа использован азот с добавкой паров углеводородов, а также тем, что в качестве добавки использованы пары диэтилового эфира в количестве от 0,1% объема до насьш1ения. Для экспериментальной проверки использована обычная стримерная камера, содержащая герметизированный трекочувствительный объем с рабочим газом, заключенный между двумя электродами, на которые после прохождения заряженной частицы подается высоковольтный импульс фиксированной длительности (18 не), а стримерные следы фотографируют на пленку тип 22 (чувств. 1200 ед. ГОСТ) в направлении по ПОЛЮ и поперек электрического поля при различных относительных отверстиях объективов. Сначала в качестве рабочего газа в объеме камеры использован неон, а затем азот с добавкой диэтилового эфира, поскольку в чистом азоте качество стримерных следов очень плохое (треки частиц регистрируются только в проекционном режиме). Напряженность электрического импульсного поля в камере с неоном около 12 кВ/см, с азотом - 30 кВ/см. По снимкам следов определяют средние геометрические размеры стримеров, а их яркость оценивают по относительному отверстию объективов. В камере с неоном лучший режим получен при относительном отверстии объектива 1:2 (средний диаметр стримеров 1 мм, средняя длина 9 мм). При относительном отверстии 1:4 следы на снимках почти исчезают. Повышение амплитуды высоковольт ного импульса увеличивает яркость, но приводит к значительному ухудшению локализащ1и следа и постепенном переходу к проекциойному режиму раб ты камеры. В камере с азотом в з-ависимости от количества паров эфира (от О,1% объема до насьщения) яркость повышается на столько, что фотографирование следов заряженных частиц оказывается возможным при относительном отверстии объективов 1:16 и 1:22, т.е. яркость увеличивается более чем в 100 раз. Средний диаметр и длина стримеров при этом менее 1 мм.Такая яркость стримерных следов вполне достаточна, чтобы обеспечить требуемую глубину резкости по всему трекочувствительному объему большой стримерной камеры, а четкость и контрастность следов имеет существенное значение для стримерных камер любых размеров. При повьшении давления азота в камере яркость следов еще более, повьппается, а локализация улучшается. Так, при давлении 3 атм (поле 60 кВ/см) размеры стримеров сокращается до 0,5 мм. В качестве добавки можно использовать и другие углеводороды, например ацетон и спирт, хотя яркость стримеров при этом меньше.

1. СТРИМЕРНАЯ КАМЕРА, содержащая трекочувствительиый объем с рабочим газом, генератор высоковольтных импульсов и фрторегистрирующую аппаратуру, отличающаяся тем, что, с целью повышеяяя яркости свечения следов и улуч шения разрешающей способности камеры, в качестве рабочего газа использован азот с добавкой паров углеводородов. 2. Стримерная камера по п. 1, отличающаяся тем, что, в качестве добавки использованы пары диэтилового эфира в количестве от ,: 0,1% объема до насыщения.