Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Клайнкнехт К. -> "Детекторы корпускулярных излучений" -> 26

Детекторы корпускулярных излучений - Клайнкнехт К.

Клайнкнехт К. Детекторы корпускулярных излучений — M.: Мир, 1990. — 224 c.
ISBN 5-03-001873-5
Скачать (прямая ссылка): detkorpus1990.pdf
Предыдущая << 1 .. 20 21 22 23 24 25 < 26 > 27 28 29 30 31 32 .. 65 >> Следующая

З 5 Время-проекционная камера (TPC)
91
Рис. 3.18. Время-проекционная камера (TPC) для эксперимента PEP 4 [178] / — канал пучка, 2 — торцевые многопроволочные пропорциональные камеры (в каждом секторе 186 проволочек для измерения ионизации и 15 проволочек для координатных измерений); 3 — высоковольтный электрод под отрицательным потенциалом
чек имеется считывание с катодов, разделенных на сегменты («па-ды»). Эта информация используется главным образом для измерения азимутальной ^-координаты, в то время как /--координата определяется в основном по положению проволочек (рис. 3.19). Новым в принципе конструкции камеры является то, что элек-
Рис. 3.19. Принцип трековых измерений с помощью сегментированных катодов в TPC [102]. / — траектория частицы, II— проекция траектории частицы на катодную плоскость / — сигнальные проволочки, 2 — путь дрейфа электронов; 3 — место образования лавины на сигнальной проволочке; 4 — катодные полосы.
92 3. Измерение координаты
О 1
2 3 4 5 6 7 8 9 Ю С дет и мость, /03°с#2с~Т
Рис. 3.20. Среднее значение параметра искажения следа в TPC (А) в зависимости
+
от светимости накопительного кольца е е космические мюоны; 3 — (VL + const).
[158, 199J. 1
адроны; 2
трическое дрейфовое поле (150 кВ/м) и магнитное поле (1,5 Тл) параллельны. Благодаря этому сила Лоренца, действующая на дрейфующие электроны, исчезает. Направление дрейфа параллельно полям E и В. Поэтому электроны, образованные ионизующей частицей, дрейфуют к одному из торцов. При этом изображение ионизационного трека расширяется из-за диффузии электронов за время дрейфа. Однако сильное магнитное поле существенно уменьшает это уширение изображения трека, вынуждая электроны двигаться по спирали вокруг линий магнитного поля. Вследствие этого коэффициент поперечной диффузии уменьшается пропорционально 1/(1 + Cu2T2), где си = еВ/т— циклотронная частота электронов, а т — среднее время между двумя столкновениями (см. п. 1.3.5). Пространственная реконструкция ионизационных треков производится по измеренным двумерным проекциям изображений в (г, ^-плоскости на каждом из торцов. Для этого используется катодное считывание и метод центра тяжести, описанный в разд. 3.1, а также регистрация времени прибытия электронов к торцевым проволочкам, дающая z-координату. Измеренное время дрейфа дает z-коор-динату трека с точностью az — 200 мкм, т. е. более точно по сравнению с другими цилиндрическими детекторами. Пространственное разрешение в плоскости (/*, <р) составляет около 180 мкм, если камера работает в режиме с низкой скоростью счета, например при регистрации космических мюонов. При более высокой скорости
3.5. Время-проекционная камера (TPC)
93
BII
ШШ ви
--¦ШШ'- mm
НЛ ШШ
Ї
mm юіл
BDIv »i*
ШШ BU ВШ ППІ
ШШ па
L
Л
\
V
2
Рис. 3.21. Сегментированная катодная плоскость и анодные проволочки в ТРС, используемой в TRIUMF [124]- л — вид сбоку; б — вид сверху. 1 — «пады»; 2 — стекловолокно; 3 — алюминий; 4 — анод. / — катодный сигнал; // — анодный сигнал; /// — место образования лавины.
счета разрешение ухудшается из-за искажения поля 'пространственным зарядом ионов, образованных в лавинах возле сигнальных проволочек и мигрирующих в дрейфовую область (рис. 3.20). Концентрация таких положительных ионов q+ = fANZ(Idft+ Eo)9 где /—доля положительных ионов, мигрирующих в область дрейфа, А — газовое усиление на сигнальных проволочках, TV— количество электронов ионизации, достигающих сигнальной проволочки в единицу времени, / — длина проволочки, d—расстояние между проволочками, fi + — подвижность ионов и Eo — напряженность дрейфового поля. Нежелательный эффект заключается в том, что искажается изображение трека на торце камеры из-за появления радиальной компоненты электрического поля, обусловленной положительными ионами. Этот эффект можно уменьшить введением дополнительной плоскости из проволочек (между дрейфовым объе-
S
Рис. 3.22. Время-проекционная камера коллаборации ALEPH (TPC 90). Внутренний диаметр соленоида 90 см [10, 11]. / — система охлаждения;
2 — электрод высокого напряжения;
3 — окно; 4 — отверстия для луча лазера; 5 — клетка поля; 6 — лазерные бкна; 7 — катушка магнита; 8 — проволочные плоскости; 9 — «пады»; 10 — камера; H — ярмо магнита.
1
ff
94 3. Измерение координаты
мом и пропорциональной камерой), которая препятствует миграции ионов назад в область дрейфа. Эта предохранительная сетка открыта на короткое время для дрейфующих частиц только тогда, когда внешний запускающий импульс (триггер) указывает, что в TPC имело место физически значимое событие [102, 193, 199].
TPC несколько меньших размеров была создана в лаборатории TRIUMF (Ванкувер) для исследования редких мюонных распадов [124]. Гексагональные торцы с двенадцатью анодными проволочками на сектор служат для трековых измерений. В качестве рабочего газа использовалась смесь (80% Ar + 20% СН4), напряженность поля E составляла 150 В/см, Е/р - 0,2 В/мм. рт. ст.-см, как и в TPC (Беркли). На рис. 3.21 показано устройство анодных проволочек и сегментированных катодов. Была получена точность измерения координаты вдоль анодной проволочки 120 мкм.
Предыдущая << 1 .. 20 21 22 23 24 25 < 26 > 27 28 29 30 31 32 .. 65 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed