Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
1 — нити сцинтиллятора; 2 — объектив; 3 — ЭОП; 4 — волоконные диски
387
Рис. 8.26. Усилитель света на микроканальной пластине: 1
1 — фотокатод; 2 — люминофор; 3 — МКП
¦2
Мы рассмотрели съем информации с люминесцент* '3 ной камеры со сплошным сцинтиллятором. Такие камеры называют гомогенными. Применяют также волоконные камеры, выполненные из большого числа (десятки тысяч) сцинтиллирующих нитей. В них осуществляется оптический контракт сцинтиллятора с ЭОП (рис. 8.25, а). Высокое разрешение и хорошую передачу света в таких камерах можно получить, применяя ЭОП со входным окном также волоконного типа. Волоконные камеры легко сделать большого объема; располагая сцинтиллирую-щие нити в двух взаимно перпендикулярных направлениях, можно вести регистрацию треков в пространстве.
В люминесцентных камерах кроме рассмотренных многокаскадных ЭОП с магнитной фокусировкой применяют системы, составленные из нескольких малокаскадных ЭОП с магнитной или электростатической фокусировкой, сопряженных оптически. Для этого между ЭОП ставят объективы (рис. 8.25,6) или на входе и выходе каждого прибора вваривают волоконные диски, между которыми выполняется оптический контакт (рис. 8.25,в). Последний способ более эффективен, так как обеспечивает меньшие искажения и потери света.
Весьма перспективны усилители света, выполняемые на базе микроканальных пластин (МКГІ). Принцип действия электронных умножителей на МКП рассмотрен ранее. B1 усилителе света на МКП (рис. 8.26), так же как и в многокаскадном ЭОП, имеются фотокатод и люминофор; умножение фотоэлектронов производит МКП. Эти приборы имеют коэффициент усиления яркости IO4— IO5, хорошее оптическое разрешение (30—40 лин/мм), требуют низких питающих напряжений (0,5—1 кВ) и очень компактны.
§ 8.5. АВТОМАТИЗАЦИЯ ОБРАБОТКИ ФОТОГРАФИЙ
СЛЕДОВ ЧАСТИЦ
С некоторых детекторов следов частиц, в частности с пузырьковой камеры, широко применяемой в физике элементарных частиц, информация снимается фотографированием. Другими способами (бесфильмовыми) снимать данные с нее трудно и нерационально. Прежде всего потому, что у пузырьковой камеры большое чувствительное время, намного превышающее, например, чувствительное время искровой камеры, и вследствие этого в ней наряду с изучаемыми событиями фиксируется много фоновых треков. Фотографии позволяют легко производить предварительный отбор для нахождения изучаемых ядерных взаимодействий.
Обработка фотографий следов частиц состоит в их обмере с целью геометрического восстановления картины взаимодействия
OOOO
388
В пространстве. При этом рассчитывается кинематика реакции и Определяется масса и энергия частиц. В процессе обмера находятся координаты проекций треков. Чтобы полностью использовать возможности пузырьковой камеры, необходимо измерять координаты треков с погрешностью менее IO-5. Учитывая, что в экспериментах необходимо обрабатывать несколько тысяч фотографий, эту задачу выполняют при помощи высокоточных автоматизированных устройств. Получаемый при обмере треков большой объем информации требует детального учета экспериментальных условий и сложных вычислений. Поэтому обработка данных ведется на мощных ЭВМ. Ниже будут рассмотрены особенности электронных устройств систем для автоматической оцифровки координат треков и передачи данных в ЭВМ.
8.5.1. КОДИРОВАНИЕ КООРДИНАТ CO СЛЕЖЕНИЕМ ПО ТРЕКУ
С пузырьковой камеры, как правило, делаются два или три стереоскопических снимка, по которым «восстанавливается» трек. Для этого при помощи полуавтоматических или полностью автоматизированных устройств производится оцифровка — кодирование координат проекций трека. Считывающие устройства представляют собой довольно сложные прецизионные приборы, сочетающие оптические, механические и электронные элементы.
Для предварительного отбора и оцифровки отдельных треков применяют просмотровые столы — полуавтоматы. Фактически они являются проекционными микроскопами, оборудованными устройствами для снятия координат и системой слежения для перемещения по треку (рис. 8.27,а). Фотоснимок укрепляют на подвижном столике, который можно вручную или при помощи моторов перемещать в двух направлениях. Равномерно освещенное іпибражснпе греков проектируется посредством объектива и зеркала на матовый экран, на котором просматривается оператором.
Для отсчета координат Xj Y в системе перемещения подвижного столика имеются датчики положения ДХу Дуу от которых сигналы поступают в счетчики х и у. Применяют электромагнитные или оптические датчики. Простейший оптический датчик представляет собой диск с отверстиями, укрепленный на оси червяка, перемещающего подвижный столик. Через отверстие на фотодиод направляется свет от миниатюрного осветителя. При вращении червяка и, следовательно, при перемещении по одной из координат фотоснимка на выходе фотодиода возникает определенное число импульсов.
Счетчики X я у построены по реверсивной схеме. В зависимости от того, в каком направлении происходит перемещение, они автоматически переключаются в режим -1-1 или —1. Поэтому если счетчик сбросить на 0 в некотором исходном состоянии, при котором координаты X = O и У = 0, то при последующем совмещении трека с реперной точкой на экране с выхода счетчика будут сняты коды координат соответствующей точки трека. Коды передаются
