Детекторы корпускулярных излучений - Клайнкнехт К.
Детекторы корпускулярных излучений
Автор: Клайнкнехт К.Издательство: M.: Мир
Год издания: 1990
Страницы: 224
ISBN 5-03-001873-5
Читать: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65
Скачать:
К. Клайнкнехт
Детекторы корпускулярных излучений
Издательство «Мир»
Detektoren fur Teilchenstrahlung
Von Dr. rer. nat. Konrad Kleinknecht
Professor an der Universitat Mainz
2., durchgesehene und erweiterte Auflage
B.G. Teubner Stuttgart 1987
К. Клайнкнехт
Детекторы корпускулярных
излучении
ПЕРЕВОД С НЕМЕЦКОГО
канд. физ.-мат. наук А. С. Барабаша и канд. физ.-мат. наук
А. В. Копылова
ПОД РЕДАКЦИЕЙ
д-ра физ.-мат. наук А. А. Поманского
Москва «Мир» 1990
ББК 22.C К52 УДК 53.01/.07
К52
Клайнкнехт К.
Детекторы корпускулярных излучений: Пер. с нем. — M.: Мир, 1990.— 224 с., ил.
ISBN 5-03-001873-5
В основу книги (вышедшей в оригинале вторым изданием) положены лекции, которые автор из ФРГ, профессор Дортмундского университета читает своим студентам с 1974 г. В небольшой по объему книге охвачен широкий спектр применений детекторов излучений в физике высоких энергий и в смежных областях (медицина, геология, космические исследования и пр.). Описаны наиболее современные методы детектирования, а
также новые, еще развивающиеся методы (микроканальные умножители, время-проекционные камеры, стриповые детекторы).
Для студентов и аспирантов, специализирующихся в области детектирования частиц, для научных работников и инженеров, запинающихся вопросами регистрации частиц
К
1604020600 — 396
37 — 90
ББК 22*
041(01) — 90
Редакция литературы по физике и астрономии
ISBN 5-03-001873-5 (русое.) ISBN 3-519-13058-0 (нем.)
В. G. Teubner, Stuttgart 1987
перевод на русский язык, A.C. Барабані,
A.B. Копылов, 1990
Предисловие редактора перевода
Ускоренное развитие различных технологий, замечаемое нами по их внедрению в производство и быт, основано прежде всего на достижениях в области фундаментальных исследований, углубляющих наши представления о свойствах материи. Ведущая роль здесь принадлежит исследованиям в области физики элементарных частиц и ядерной физики. Впечатляющими открытиями последних лет в этих областях мы обязаны в основном исследованиям на крупнейших ускорителях элементарных частиц. Чем больше энергия ускоренных частиц, тем на более глубоком уровне мы можем вести исследования, поскольку длина волны частицы уменьшается с ростом ее энергии. Но вместе с тем чем больше энергия, тем более сложными и масштабными должны быть не только сами ускорители, но и экспериментальные установки — детекторы элементарных частиц. Прогресс в различных областях физики всегда непосредственно связан с улучшенными методами измерений в данной области.
Детекторы элементарных частиц широко используются не только при исследовании свойств самих элементарных частиц, но и в различных областях промышленности, науки и социальной сферы. Например, сцинтилляторы — для нейтронного каротажа в нефтяной промышленности, пропорциональные счетчики — для рентгенофлу-оресцентного анализа в горнодобывающей промышленности, где также используются сцинтилляционные и полупроводниковые детекторы при проведении нейтронно-активационного анализа. Техника изготовления зеркал, разработанная для сбора черенковского света, используется в энергетических установках для концентрации солнечного света. Изобретение многопроволочных пропорциональных камер и дрейфовых камер позволило значительно уменьшить радиационную дозу, получаемую пациентами при медицинской диагностике.
Применение вычислительной техники в физике высоких энергий способствует развитию науки и, следовательно, ее дальнейшему использованию в различных областях человеческой деятельности.
6 Предисловие редактора перевода
Книга основана на курсе лекций, которые проф. К. Клайнкнехт в течение ряда лет читал в Дортмундском университете. После введения в физические принципы детектирования элементарных частиц детально рассматриваются многие типы детекторов, причем дается описание традиционной техники, а также приводятся последние достижения в этой области.
Наряду с простыми, ставшими классическими приборами для измерения ионизации, такими как счетчики Гейгера — Мюллера, пропорциональные счетчики, ионизационные камеры и др. описаны разработанные в последние десятилетия координатные детекторы: время-проекционные, дрейфовые, пузырьковые и подобные им камеры, а также кремниевые детекторы большой площади, широкое использование которых началось в самое последнее время. Поскольку проф. Клайнкнехт участвует в экспериментах, проводимых в CERN, используемым там установкам уделяется повышенное внимание. Следует сказать, что эти установки, в частности создаваемые вдоль 27-километрового кольца LEP, ускорителя на встречных электрон-позитронных пучках, действительно уникальны. В настоящее время 4 из 8 возможных мест вдоль кольца LEP для наблюдения электрон-позитронных взаимодействий уже оборудованы детекторами для начального периода работы LEP. Эти детекторы, ALEPH, DELPHI, упомянутые в книге Клайнкнехта, а также L3 и OPAL представляют собой гигантские комплексные установки, требующие большого числа физиков для их научного обоснования, разработки, эксплуатации и обработки экспериментальных данных. Каждый из этих монстров представляет собой комплекс различных типов детекторов. Так, ALEPH (Apparatus for LEP Physics), простейший из них, состоит, во-первых, из твердотельного детектора, основанного на кремниевых микрострипах для получения информации о короткоживущих частицах. Этот детектор окружен упомянутой в книге внушительной время-проекционной камерой, а таюке тонкоструктурным лептонным калориметром из пластин свинца, перемежающихся с плоскими проволочными камерами. Вся эта система находится внутри сверхпроводящего соленоида длиной 6,5 м и диаметром 5,5 м. Затем следует адронный калориметр и, наконец, дрейфовые трубки в качестве детектора мюонов. DELPHI (Detector with Lepton Photon and Hadron Identification) включает технологию,* которая никогда до этого не была использована в больших масштабах — это RICH (Ring Imaging Cherenkov) — детектор, предназначенный для идентификации адронов, образующихся при столкновении. В DELPHI входит среди других составляющих
