SU1140586A1 - Способ определени пробега фрагментов рел тивистских дер - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЯДЕРНОГО ПРОБЕГА ФРАГМЕНТОВ РЕЛЯТИВИСТСКИХ ЯДЕР,заключающийс  в пропускании пучка исследуемого излучени  через мишень-детектор, выполненную в виде стопки слоев, толщина каждого из которых намного меньше длины пробега фрагментов в материале мишени, регистрации с помощью детекторов вторичных процессов, установлении по результатам измерений координат начала и конца траектории каждого фрагмента в мишени и определении по ним пробега соответствующего фрагмента, отли (О чающий с  тем, что, с целью повьпиени  чувствительности и точности (Л измерений, в качестве вторичных процессов регистрируют черенковское излучение , возникающее в мишени вдоль оси пучка, а координаты взаимодействи  устанавливают по скачку изменени  интенсивности черенковскот-о излучени . 4 О ел 00 сх

Description

11 Изобретение относитс  к технике эксперимента в рел тивистской  дерной физике; преимущественной областью использовани  изобретени   вл ютс  опыты по измерению среднего пробега  дерного поглощени  :в веществе мишени фрагментов с вьщеленным зар дом, об разук цихс  при взаимодействии пучка рел тивистских  дер с  драми , мишени. Известны способы измерени  пробегов фрагментов, заключающийс  в том, что после экспозиции пучком рел тивистских  дер на ускорителе мишенейдетекторов и их последующей химической обработки с помощью просмотровых и измерительна оптических систем производ т поиск событий взаимодействи  частиц пучка с веществом мишени-детектора , прослеживание треков фрагментов из первичного взаимодействи  до вторичного и оценку по иони зационным потер м энергии фрагментов его зар да. Дл  реализации данных |способов используютс  фо оэмульсион;ные детекторы 1 J, жидкостные пузырь ковые камеры 2 и трековые твердотельные детекторы . Основным недостатком этих способо  вл етс  высока  трудоемкость обработки материалов экспозиции и, соответственно , низка  скорость набора экспериментальной информации, что определ ет низкую точность измерени  средней величины  дерного пробега. Ближайшим к предлагаемому способу  вл етс  способ определени  пробега фрагментов рел тивистских  дер, заключающийс  в том, что пропускают пучок исследуемого излучени  через мишень-детектор, вьтолненную в виде стопки слоев, толщина каждого из.которых намного меньше длины пробега фрагментов в материале мишени, регистрируют излучение с помощью детек торов вторичных процессов, .установле нии по результатам измерений координат начала и конца траектории каждог фрагмента в мишени и определении по ним пробега соответствующего фрагмен та. Осуществл ют измерение зар да фрагментов по диаметру образованного им трека в большом числе плоских слоев мишени-детектора, а координаты начала и конца траектории фрагмента определ ют по изменению диаметра трека, при зтом вычисл ют длину пробега фрагмента как разность координа 86 начала и конца трека. Дл  реализации этого способа используютс  диэлектрические детекторы в виде стопки тонких пленок из трекочувствительного пластического материала. Недостатком и этого способа, который среди известных  вл етс  самым быстрым, остаетс  низка  скорость получени  экспериментальной информации (меньше 10 зарегистрированных событий  дерного взаимодействи  фрагментов в час), что не позвол ет проводить систематическое исследование зависимости пробега фрагментов от их зар да, типа и энергии  дер и др. Цель изобретени  - повышение чувствительности и точности измерений . Цель достигаетс  тем, что в способе, заключающемс  в том, что пучок исследуемого излучени  пропускают через мишень-детектор, выполненную в виде стопки слоев, толщина каждого из которых намного меньше длины пробега фрагментов в материале мишени, регистрируют с помощью детекторов вторичные, процессы устанавливают по результатам измерений координаты начала и конца траектории каждого фрагмента в мишени и определ ют по ним пробег фрагмента, в качестве вторичных процессов регистрируют черенковское излучение, возникающее в мишени вдоль оси первичного пучка, а координаты взаимодействи  устанавливают по скачку изменени  интенсивности черенковского излучени . Использование в качестве вторичных процессов черенковского излучени  обеспечивает существенное повьш1ение чувствительности и точности измерений , так как углова  направленность черенковского излучени  позвол ет реализовать условие его полного сбора на регистраторы черенковского излучени  и благодар  этому существенно улучшить зар довое разрешение измерений и, соответственно, подн ть их чувствительность; порогова  зависимость интенсивности черенковского излучени  от скорости частиц полностью исключает фон медленных сильноионизирующих зар женных частиц,образующихс  при взаимодействии пучковых  дер и  дерных фрагментов с веществом мии1ени , обеспечива  этому меТоду более высокую избирательность по сравнению с теми, где.дл  измерени  фрагментов 3 используютс  их ионизационные потер энергии (в этом же направлении дейс вует и углова  направленность черен ковского излучени , позвол   снизить чувствительность к фоновым частицам, отличающимс  по углу от пучковых  дер и  дерных фрагментов) регистраци  в качестве вторичных процессов черенковского излучени  позвол ет реализовать высокий уровень автоматизации процесса сбора и обработки экспериментальной информации , что определ ет большую скорость набора данных и обеспечивает вместе с названными выше факторами высокую точность измерени   дерного пробега фрагментов рел тивистских  дер. На фиг. 1 представлена схема регистрации с помощью черенковских V   радиаторов (С , С,С, С,) ; на фиг. 2 - амплитуды сигналов с черен ковских счетчиков мишени детектора; на фиг. 3 - амплитудный спектр сигналов устройства. Пример реализации способа. Дл  определени   дерного пробега фрагментов рел тивистских  дер выполн ютс  следующие операции: пучковые  дра,ускоренные до рел тивист ских энергий,направл ют на мишеньдетектор , выполненную в виде стопки слоев, каждый из которых  вл етс  радиатором черенковского излучени  (схематически это представлено на фиг. 1); фрагмент рел тивистского  дра (исследуемое излучение), образующийс  при взаимодействии с мишенью пучковых  дер, генерирует (ка и родительское  дро) вдоль оси пучк черенковское излучение (вторичный процесс), которое собирают на детек . торах вторичных процессов (ФЭУ), преобразуют в электрический ток, пропорциональньй интенсивности черенковского излучени , и измер ют с помощью зар до-цифровых преобразо вателей; по изменению в точке образовани   дерного фрагмента и в точке его взаимодействи  с мишенью интенсивности черенковского излучени  (соответственно, по скачкам св занного с черенковским излучением тока детектора), устанавливают координаты начала и конца траектории каждого фрагмента и определ ют по ним  дерный пробег фрагмента. В радиаторе счетчика Cj (фиг. 1 первичное (пучковое)  дро Z взаимо864 действует с одним из  дер радиатора, в радиаторе счетчика Cj происходит  дерное поглощение образованного в первичном взаимодействии фрагмента. На фиг. 2 представлены амплитуды сигналов с черенковских счетчиковмишени-детектора; скачки амплитуд в точках 1 и 1 св заны с  дерными взаимодействи ми пучкового  дра и фрагмента с веществом мишени. Номер счетчика, на котором .происходит скачкообразное изменение амплитуды сигнала падающего  дра, соответствует концу пробега  дра и образованию фрагмента (О; второе скачкообразное изменение амплитуды сигнала черенковского счетчика (k) соответствует концу пробега фрагмента. Толщина пластины радиатора и количество счетчиков m k- .1 , сигналы которых расположены между двум  соседними скачками амплитуд, -определ ют свободньп пробег-фрагмента А (2)- ()-Ь , где 1- - толщина радиатора. Средний  дерный пробег фрагмента A(Z) определ етс  по методу наименьших квадратов при описании экспериментальных данных функцией N(2,xl-C(z) ехр(-х/ ли) ) , где N(z,х) - число фрагментов с зар дом Z , наход щихс  на рассто нии х от точки образовани  фрагмента, c(2)const. Точность измерени  зар да фрагмента определ етс , в основном, числом попавших на фотокатод ФЭУ фотонов черенковского излучени  Мф . Лл  сло  с толщиной Ь с коэффициентом преломлени  п число фотонов Нф ;500Ь2Ч-1п2б , где е arccos 1//3,, fJj:l. Число фотоэлектроне 15, собираемых ФЭУ, составл ет Мфд , f j - квантовый выход фотокатода, - эффективность сбора фотонов на фотокатод. Малый угловой разброс фрагментов и выбор материала радиатора с показателем преломлени  п /2 позвол ет реализовать дл  черенковского излучени  фрагментов условие полного сбора света на фотокатод ФЭУ счетчика ( f ) обеспечипа  опти aльныe услови  длт  измерени  зар да фрагмента. Лл  г 10 Vi 0,5 см.

n« 1,5, 0,9, , 0,1 и e пор дка единицы ,Мф5 10, Статисти- t ческа  точность определени  зар да фрагмента одним счетчиком достаточно высока, собтветственно, ошибка мала; . Д2 tO,3 дл  z 10. Результаты проверки сказанного на пучке рел тийистских  дер иллюстрирует фиг, 3, на которой представлен амплитудньй спектр сигналов макета устройства , через радиатор которого проходили падающие  дра первичного пучка

Ne и образованные ими фрагменты с полным набором зар дов (2 фр 9). Экспериментальна  оценка зар дового

5 разрешени  макета оказалась близкой к расчетной.

Скорость набора событий ограничиваетс  регистрирующей и анализирующей электроникой и составл ет величину событий за импульс ускорител  (или :. 10 событий/ч), что на 2 пор дка выше, чем в любом известном способе.

V/V

С, -- -CL--с/г Сп

Пдчон ре/г гтп SucrrTCffux  дер

РегисМрирун}и4С1Я и аналаэирующа злe/ f71pf f tJf a

i Г

I

Номер Ci/emvu/ a

U

X

ЭВМ

ФиеЛ

/V Фие.2

Claims (1)

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЯДЕРНОГО ПРОБЕГА ФРАГМЕНТОВ РЕЛЯТИВИСТСКИХ ЯДЕР,заключающийся в пропускании пучка исследуемого излучения через мишень-детектор, выполненную в виде стопки слоев, толщина каждого из которых намного меньше длины пробега фрагментов в материале мишени, регистрации с помощью детекторов вторичных процессов, установлении по результатам измерений координат начала и конца траектории каждого фрагмента в мишени и определении по ним пробега соответствующего фрагмента, отличающий ся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, в качестве вторичных процессов регистрируют черенковское излучение, возникающее в мишени вдоль оси пучка, а координаты взаимодействия устанавливают по скачку изменения интенсивности черенковского излучения.

   <о

   SU .„.1140586