Физика элементарных частиц и атомного ядра. Том 17 - Боголюбов Н.Н.
Скачать (прямая ссылка):
рис. 19 показано изменение анодных сигналов в зависимости от
интенсивности потока
Рис. 19. Зависимость значений средней амплитуды сигналов с анодной
плоскости МПК от удельной загрузки для различного напряжения U& на
камере. Нижняя кривая показывает изменение энергетического разрешения от
загрузки. Излучение - 7-кванты с энергией 8 кэВ. Газ - ксенон, 20%
метана, 3% этилового спирта. МПК размером 350 X 350 мм
у-квантов с энергией 8 кэВ. Все анодные проволоки объединены, что
увеличивает С, координатная информация считывается с катодов при помощи
ЛЗ. Видно, что при интенсивностях потока у-квантов, больших 1,5-103 мм-2-
с-1, объемный заряд уменьшает амплитуду сигнала и ухудшает энергетическое
разрешение.
Повысить быстродействие МПК можно: уменьшая шаг намотки s и тем самым
загрузку на проволоку; уменьшая ширину зазора I и тем самым эффект
пространственного заряда и "хвосты" сигналов из-за запаздывающих
электронов; уменьшая диаметр анодных проволок для улучшения временных
возможностей анодных сигналов и уменьшения влияния пространственного
заряда; применяя усилители с низким уровнем шума, позволяющие работать с
меньшим газовым усилением.
МПК низкого давления. С целью регистрации ядер отдачи в экспериментах по
рассеянию я и р на Не были исследованы свойства камер при низком давлении
углеводородных газов [58, 59] и показаны их хорошие пространственно-
временные возможности. При регистрации а-частиц с энергией 5,5 МэВ
камерой, заполненной гептаном
1052 ПЕШЕХОНОВ В. Д.
при давлении 70 мм рт. ст. было получено пространственное разрешение а =
40 мкм [59]. При давлении в несколько миллиметров ртутного столба гептана
или изобутана временное разрешение МПК составило 2,5 не (ШПВ), а для 5 мм
рт. ст. этилена - 0,8 не [60]. В дальнейшем эти детекторы разрабатывались
и исследовались, главным образом, для регистрации осколков деления при
ядерных реакциях в физике тяжелых ионов. Типичные параметры их следующие:
чувствительная площадь до 10 X 10 см, временное разрешение 0,2- 0,5 не
(ШПВ), пространственное разрешение 0,5-1 мм (ШПВ), среднее количество
вещества около 600 мкг/см2 [61]..
Особенностью работы МПК низкого дайления являются быстрый сбор продуктов
ионизации и дополнительное газовое усиление из-за
, МПК
У---*---ч ВС я
о о о. о
° *=
Т е-
о
о
о
о
КАК
Рис. 21. Схема многоступенчатой лавинной камеры
Рис. 20. Зависимость максимального значения напряженности в области
однородного электрического поля (кривая 1) и у поверхности анодных
проволок (кривая 2) от давления изобутана. Параметры МПК: Z = 4 мм, s = 2
мм, d =
= 20 мкм [62]
электронных соударений в промежутке анод - катод. Как следует из рис. 20,
при давлении паров изобутана менее 15 мм рт. ст. напряженность
однородного электрического поля в МПК может превышать 100 В/(см*мм рт.
ст.), при этом возможно дополнительное усиление. Для увеличения плато по
эффективности и улучшения отношения сигнал/шум при регистрации фрагментов
легких ядер с относительно низкими энергиями можно ввести дополнительный
дрейфовый промежуток (ДП). При достаточном однородном поле в ДП, равном 4
мм, и давлении 5 мм рт. ст. изобутана газовое усиление детектора можно
увеличить еще почти в 100 раз. Это позволяет регистрировать частицы с
полными ионизационными потерями, превышающими 4 кэВ. Пространственное
разрешение для а-частиц с энергией 5 МэВ около 0,1 мм, временное
разрешение лучше 3 не 162].
МЕТОДИКА ГАЗОНАПОЛНЕННЫХ КООРДИНАТНЫХ ДЕТЕКТОРОВ 1053
Многопроволочные пропорциональные камеры, заполненные смесью паров
изобутана при давлении 3 мм рт. ст. и парами ТМАЕ при парциальном
давлении 0,28 мм рт. ст., в сочетании со сцинтилляторами BaFa применены в
электромагнитном калориметре. Камеры с таким газовым наполнением
чувствительны к ультрафиолетовому излучению ? координатная информация
считывается с катодов и анодов. Заметим, что BaFa не гигроскопичен,
обладает высокой плотностью (р = 4,9 г/см3), радиационная длина его - 2,1
см, он в 500 раз быстрее Nal(Tl) или BGO. Калориметр содержит 14
детекторных модулей (19,3 радиационных длины) и обеспечивает для
электронов с энергией 0,1-0,2 ГэВ энергетическое разрешение а/Е = 2,5
Ег^%, где Е задается в ГэВ [63].
Дрейфовые камеры. Координаты частиц, вызвавших ионизацию газа в ДК,
определяются измерением времени дрейфа электронов в однородном
электрическом поле. Работа детекторов подробно рассмотрена в [3,5].
Заметим, что способность ДК работать в широком диапазоне давления газа-
наполнителя значительно увеличивает область их применения. ДК низкого
давления, например, применяют в физике тяжелых ионов [60], при высоких
энергиях успешно использовались для изучения излучения релятивистских
частиц в монокристаллах, где требовались высокое разрешение по углу
рассеяния и малый фон тормозного излучения [64]. Возможно применение их
для нейтронной радиографии [65].
На работу ДК оказывает влияние целый ряд факторов, способных вызвать
изменение дрейфовой скорости электронов. Это неточности, допущенные при
