Физика элементарных частиц и атомного ядра. Том 17 - Боголюбов Н.Н.
Скачать (прямая ссылка):
же, как у МПК. Для заряженного излучения, входящего в промежуток
предварительного усиления под большими углами, сигналы наибольшей
величины отвечают первичным электронам, образованным в начале промежутка
(конверсионный промежуток отсутствует). Определяются координаты точек
трека частиц в плоскости С, т. е. детектор обладает так называемыми
фокусирующими свойствами.
1056 ПЕШЕХОНОВ в. д.
При введении в состав газовой смеси паров с низким потенциалом ионизации
(5-7 эВ) MCJIK могут детектировать ультрафиолетовое излучение и
используются, например, в детекторах черенковского излучения [75] и в
целях диагностики плазмы [72]. Детектор размером 20 X 20 см с газовым
наполнением Не (90), СН4 (7,5), TEA (2,5) локализует единичные
фотоэлектроны, например, с точностью 0,9 мм (ШПВ), газовое усиление -
около 10е [76].
В [77, 78] показана возможность работы MCJIK при низком давлении.
Детектор заполняется чистым углеводородным соединением, например метаном
или изобутаном, при давлении в несколько миллиметров ртутного столба. В
промежутке предварительного усиления создается поле Е/р > 100 В "см-1*мм
рт. ст., в этом случае возможно образование лавин за счет электронных
столкновений. Электроны лавины через дрейфовый промежуток переходят в
объем МПК, где дальнейшее усиление происходит по двухступенчатой схеме,
т. е. сначала в однородном поле за счет электронных столкновений, затем у
анодных проволок. При низком давлении поперечный размер лавин, выходящих
из промежутка ВС, около 1 мм (ШПВ) [79]. Диффузия электронов в дрейфовом
промежутке увеличивает это значение, обеспечивая тем самым равноточность
детектора по обеим координатам, а также уменьшая удельную плотность
заряда и позволяя, поэтому получать более высокое усиление. Высокое
усиление обеспечивает хорошее отношение сигнал/шум, т. е. высокое
пространственное разрешение. MCJIK низкого давления обладает следующими
основными свойствами г
временное разрешение составляет доли наносекунды; газовое усиление в
изобутане при давлении 6-20 мм рт. ст. достигает 107;
возрастает быстродействие, благодаря уменьшению влияния пространственного
заряда положительных ионов из-за большой скорости дрейфа их;
обладает низкой чувствительностью к релятивистским частицам* способна тем
не менее регистрировать излучение с ионизационными потерями, превышающими
150 эВ [78];
способна регистрировать единичные фотоэлектроны с эффективностью, близкой
к 100 % [80];
равноточна по обеим координатам, пространственное разрешение не хуже 0,2
мм (ШПВ) [80];
детектор может быть достаточно большой площади, например, в [78] - 24 х
18 см.
Времяпроекционные детекторы (ВПД). Работа ВПД основана на принципе
электронного проецирования трека ионизирующих частиц из дрейфового объема
на чувствительный электрод координатного детектора. При этом может
измеряться распределение ионизации частиц по треку; длина пробега в
случае остановки частиц внутри дрейфового промежутка (Z-координата); У-
координата точек на треке одним из аналоговых методов координатного
катодного счи-
МЕТОДИКА ГАЗОНАПОЛНЕННЫХ КООРДИНАТНЫХ ДЕТЕКТОРОВ 1057
тывания; время дрейфа электронов в промежутке, т. е. Z-координаты точек
трека. Таким образом, можно восстанавливать пространственную картину
движения заряженных частиц и измерять плотность ионизации на треке
частиц, что позволяет использовать подобные детекторы для идентификации
медленных ядерных фрагментов в широком диапазоне их масс и зарядов.
Детектор с чувствительным объемом 100 X 40 X 12 см (соответственно длина,
ширина и величина
Рис. 24. Распределение событий по параметру идентификаций PI (массовое
распределение изотопов водорода и гелия) [81]
дрейфового промежутка), работающий на смеси аргона с 10 % метана надежно
идентифицирует изотопы водорода и гелия. Распределение событий по массе
(рис. 24) показывает, что разрешающая способность - 10 % (ШПВ) для
протонов и 6 % для гелия. Детектор является хорошим инструментом для
идентификации и спектрометрии медленных частиц, с гелиевым наполнением
может служить поляриметром протонов и дейтронов [81].
Применение таких детекторов в качестве идентификаторов релятивистских
частиц было предложено Аллисоном [82] и сейчас успешно реализуется [12].
Возможность применения ВПД для черенковских идентификаторов заряженных
частиц иллюстрирует рис. 25. Электроны, образованные в результате
детектирования фотонов излучения Вавилова - Черенкова в дрейфовом
промежутке, дрейфуют к МПК. Одна
15-0698
1058 ПЕШЕХОНОВ в. д.
координата точек их образования определяется по времени дрейфа, вторая по
номеру сработавшей проволоки. При этом возможна регистрация большого
числа электронов черенковского кольца малым числом измерительных каналов
без пространственной неопределенности. Идентификатор состоит из газового
радиатора (G4H10 или Аг),
Рис. 25. Схематическое изображение применения ВПД для регистрации
излучения Вавилова - Черенкова в идентификаторе релятивистских частиц
