Физика 20 века: ключевые эксперименты - Тригг Дж.
Скачать (прямая ссылка):
аннигиляции электрона и позитрона, который рождался в реакции с участием
антинейтрино Емкости вместе с детекторами образовали две "триады"
(детектор - емкость - детектор), имеющие один общий сцинтилляционный
детектор. Глубина сцинтилляционных детекторов была выбрана равной 58 см,
чтобы у-излучение, возникшее при захвате
246
Рис 12 6 Собранная секция детектора, подготовленная для установки в экран
(а).
Оболочка (за исключением дна) изготовлена из стальной плиты. Дно сделано
из алюминия, имеет ячеистую структуру (подобную структуре обшивки
самолетов) и хорошо противостоит усилиям на изгиб, однако снизу свободно
пропускает у излучение [Смитсониевский отчет за 1964 г , Смитсониевский
институт, Вашинг-тон, 1965, лист 2, рис. 2]
Нижняя "триада" детекторов, использованных на реакторе в Саванна-Ривер,
расположенная внутри свинцового экрана и подготовленная к проверке и
испытанию в Лос-Аламосской лаборатории (б) Темные прямоугочьники,
обозначенные /, 2 и 3,-торцы больших емкостей сцинтилляторов. Жидкая
мишеиь нахоштся в центральной светлой емкости [там же,
лист 4, рис. 1 ].
247
нейтрона кадмием, поглощалось с максимальной эффективностью, возможной в
заданном объеме системы. Для эффективного сбора света и достижения
требуемого разрешения по энергиям был использован чрезвычайно прозрачный
раствор жидкого сцинтиллятора...
Стенки емкости со сцинтиллятором были окрашены в белый цвет, и каждая
емкость просматривалась ПО пятидюймовыми фотоумножителями (по 55 - с
каждой стороны), которые собирали свет от сцинтилляций...
Рис. 12 7 Емкости для хранения жидких материалов [Смитсониевсхий отчет за
1964 г, Смитсоииевский институт, Вашингтон, лист 3, рис 1].
На рис. [12.5] схематически показан разрез детектора, заключенного в
свинцовый экран. По боковым стенкам и полу толщина свинца была 10,2 см,
крыша и дверь, ведущая к реактору, имели толщину 20,3 см, а дверь,
ведущая от реактора,-15,2 см. При объеме детекторов, равном 5400 литрам,
требовались большая емкость для хранения сцинтилляционной жидкости и
перекачивающие устройства, расположенные вблизи реактора1 [рис. 12.7].
1 Была разработана специальная конструкция емкостен для хранения
жидкостей. Три емкости примерно по 4,5 тыс. л каждая покрывались изнутри
эпоксидной пленкой для предохранения жидкостей от загрязнения. Кроме
того, поскольку температура сцинтилля-ционнон жидкости должна была
поддерживаться выше 16 °С, емкости снаружи были обернуты несколькими
слоями изолирующего материала, причем во внешних слоях изоляции были
проложены длинные спирали электронагревательных элементов.
248
По трубам из нержавеющей стали к детектору, находящемуся внутри здания
реактора, подводилась жидкость с расстояния примерно 75 м от внешнего
хранилища. Детектор заполнялся сцинтиллятором после помещения в экран.
Фотоумножители отбирались индивидуально, и те, что имели повышенный
уровень шумов, отбраковывались. Усиление фотоумножителей выравнивалось
подбором резистора в высоковольтном делителе, питающем диноды. Все 110
фотоумножителей каждого детектора работали параллельно.
При появлении сцинтилляционной вспышки в объеме детектора на выходе
фотоумножителей регистрировались электрические импульсы, которые
усиливались предварительным усилителем и по коаксиальному кабелю
подавались на электронную схему, размещенную на трейлере вне здания
реактора". Это многочисленное оборудование, впоследствии значительно
уменьшенное в объеме, стало неотъемлемой принадлежностью любого
эксперимента в области высоких энергий. Однако в то время подобная
установка выглядела уникальной.
"Для иллюстрации работы всей системы [см, рис. 12 5] проследим за одним
событием, индуцированным антинейтрино. Пусть это событие происходит в
верхней мишени (А), причем, согласно реакции [12.3], рождается позитрон и
нейтрон. Эта последовательность анализируется аппаратурой так: сначала
при аннигиляции позитрона возникают два импульса на сигнальных выходах
счетчиков 1 и 2, они усиливаются усилителями ip и 2р верхней триады и
поступают на верхнюю схему Р+-совпадений. Эта схема срабатывает, если
амплитуда соответствует подходящей энергии (в интервале 0,2- 0,6 МэВ) и
если время между приходом импульсов не превышает разрешенного интервала
<0,2 мкс. Эта схема сообщает "верхней схеме n-совпадений" о том, что
получен импульс, похожий на импульс от Р+, открывая вход n-схемы на
время, равное 30 мкс. Вторая пара импульсов быстрых совпадений
воспринимается схемой n-совпадений, если импульсы имеют подходящие
амплитуды, соответствующие энергии больше 0,2 МэВ на каждом детекторе и
суммарной энергии 3-11 МэВ. Если второй импульс приходит в интервале
времени 0,75-30 мкс после первого, нейтронная схема сообщает о том, что
249
fi* П
f? m
Рис. 12.8. Образцы осциллограмм.
Три луча на каждом осциллографе соответствуют выходам трех детекторов;
-сигнал снимается при больших уровнях усиления; п-сигнал -при малых
уровнях усиления; а и 6 - примеры событий, которые связывали с реакцией с
