Физика элементарных частиц и атомного ядра. Том 17 - Боголюбов Н.Н.
Скачать (прямая ссылка):
пространственное, но и временное разрешение, повышает эффективность
использования детекторов в интенсивных пучках частиц. При этом, однако,
требуется либо повышение высоковольт-
МЕТОДИКА ГАЗОНАПОЛНЕННЫХ КООРДИНАТНЫХ ДЕТЕКТОРОВ Ю49
Рис. 17. Зависимость задержки координатного сигнала, считываемого с
помощью катодной линии задержки, от смещения пучка ^-квантов диамечром
0,15 мм характеризующая линейность детектора [49]:
о - пучок перемещается вдоль анодных проволок; б - перпендикулярно
анодным проволокам
ного напряжения для обеспечения необходимого газового усиления, либо
увеличение чувствительности усилителей. Частично эти требования могут
быть ослаблены уменьшением диаметра анодных проволок. Известно достаточно
много работ по применению МПК с шагом анодных проволок 1 мм. Такие МПК,
например, успешно использовались для диагностики сепарированного пучка
антидейтронов в ИФВЭ [41]. Для вершинного детектора разработана система
из 18 МПК с анодным шагом 0,5 мм, отдельные камеры сдвинуты друг
относительно друга на s/2. Полученное разрешение о = 80 мкм [48].
При катодном считывании с электрода, проволоки которого расположены
ортогонально анодным, s не ограничивает пространственную точность.
Зависимость задержки центроиды катодного сигнала от смещения пучка
рентгеновского излучения вдоль анодных проволок показывает (рис. 17, а),
что МПК равноточна по этой координате, дифференциальная нелинейность
около ±60 мкм, характер ее периодический. Считывание осуществлялось с
помощью ЛЗ. Подобные модуляции могут вызываться как искажением формы
сигналов с ЛЗ (период их связан с шагом намотки линий), так и
неоднородностью поля вблизи катодных проволок [50]. Точность детектора по
второй координате (рис. 17, б), получаемой с электрода, дискретные
элементы которого расположены параллельно анодным, связана с шагом
намотки s. Так как развиваемая у анодной проволоки лавина не охватывает
ее полностью, а пространственно ориентирована, имеет место смещение
центроиды наведенного заряда, которое связано с удалением точки конверсии
от анодной проволоки. Наблюдаемая зависимость задержки координатных
сигналов от смещения пучка
1050 ПЕШЕХОНОВ В. д.
у-квантов (рис. 17, б) указывает на возможность получения более высокой
точности, чем в случае прямоугольного распределения.
При координатном считывании с помощью ЛЗ пространственное разрешение
детектора может ограничиваться собственным разрешением электроники [51,
52]: сгэл = Л^ф/Лстп, где Ас - амплитуда регистрируемого сигнала, Аш -
среднеквадратичная амплитуда шума, ?ф - фронт сигнала (обычно 50-100 не).
На практике применяются линии с тп = 1 - 10 нс/мм, для обеспечения
высокого разрешения отношение сигнал/шум должно быть не менее 50. При
регистрации 7-квантов с энергией 5,9 кэВ получено разрешение а = 100 мкм
[51]. Возможно двухкоординатное считывание методом деления заряда со
специальных электродов, обеспечивающих кодирование координат X и Y в
зарядовом соотношении [53-55]. Электроды выполнены на фольгированном
стеклотекстолите в виде повторяющихся клиньев и полос, площадь которых
линейно зависит от координаты. При этом, в отличие от резистивного
считывания, точность ограничивается только размерами лавин. Для МПК
размером в несколько метров считается возможным легко реализовать таким
способом пространственную точность около 0,1 % длины анодных проволок
[55].
Энергетическое разрешение. Загрузочная способность. Зависимость
энергетического разрешения МПК от напряжения на камере пока-
Рис. 18. Зависимость энергетического разрешения МПК от напряжения на
камере. Регистрируются кванты с энергией 5,9 кэВ [32]. Стрелкой указано
напряжение и дано значение газового усиления, при котором детектор
начинает работать в режиме ограниченной пр опор циональности
зана на рис. 18. В области пропорционального усиления энергетическое
разрешение составляет около 20 %, при входе МПК в режим ограниченной
пропорциональности энергетическое разрешение ухудшается. Обычно газовое
усиление камер находится в пределах 10б-10е, энергетическое разрешение
обычно не лучше 30 %. Для того чтобы разброс значения коэффициента М по
всей площади МПК не превышал 35 %, требуется 1 %-ная точность шага
намотки анодной плоскости [56].
По аналогии с пропорциональными счетчиками импульс на входе усилителя, т.
е. чувствительность, можно оценить из выражения
где Е - энергия ионизационных потерь; С - емкость входной цепи и
дискретного элемента детектора, к которому подключен усилитель.
Коэффициент к принимается равным 0,5 [57]. Важной характеристи-
МЕТОДИКА ГАЗОНАПОЛНЕННЫХ КООРДИНАТНЫХ ДЕТЕКТОРОВ Ю51
кой МПК как быстродействующего детектора является загрузочная
способность, определяемая максимальным потоком частиц на единицу площади
в единицу времени, не приводящего к изменению характеристик. Существенное
ограничение на загрузочную способность МПК оказывает пространственный
заряд положительных ионов, влияющий на коэффициент газового усиления. На
