SU1000959A1

SU1000959A1 - Device for charged particle identification

Info

Publication number: SU1000959A1
Application number: SU813299286A
Authority: SU
Inventors: Амур Теватросович Маргарян
Original assignee: Предприятие П/Я М-5629
Priority date: 1981-06-15
Filing date: 1981-06-15
Publication date: 1983-02-28

Description

Изобретение относится к экспериментальной физике высоких энергий, а именно к устройствам для идентификации заряженных частиц высоких энергий .The invention relates to experimental high-energy physics, and in particular, to devices for identifying charged high-energy particles.

Известны устройства для идентификации заряженных частиц высоких энергий, состоящие из двух основных частей - радиатора рентгеновского пе- _JQ Devices are known for identifying high-energy charged particles, consisting of two main parts - the X-ray radiator pe- _JQ

р.еходного излучения (РПИ) и детектора, в котором выделяется энергия за счет поглощения квантов РГГИ и ионизационных потерь первичной частицы. В качестве детектора используют ₁₅ газовые пропорциональные, дрейфовые камеры (ПДК) или их сочетания, наполненные тяжелым инертным газом (аргон, криптон, ксенон) для эф- _ фективного поглощения квантов РПиНз- 20 Наиболее близким к предлагаемому является устройство для идентификации заряженных частиц больших энергий, состоящее из радиатора переход2 ного излучения, газовых ПДК и регистрирующей системы.field radiation (FIR) and a detector in which energy is released due to absorption of RGGI quanta and ionization losses of the primary particle. As a detector, ₁₅ gas proportional, drift chambers (MPCs) or their combinations filled with a heavy inert gas (argon, krypton, xenon) are used for effective absorption of RPiNz-20 quanta. The closest to the proposed device is to identify charged high-energy particles , consisting of a transition radiation radiator, gas MPC, and a recording system.

Заряженные частицы высоких энергий в радиаторе образуют кванты РПИ и выделяют энергию в ПДК за счет поглощения квантов РПИ и ионизационных потерь .Тяжелые частицы, которые в радиаторе не образуют кванты РПИ, в ПДК выделяют энергию только за счет ионизационных потерь. Отличие величин энерговыделений в этих двух случаях позволяет идентифицировать частицы высоких энергий по массам [[2].High-energy charged particles in the radiator form EPI quanta and release energy in the MPC due to absorption of EPI quanta and ionization losses. Heavy particles that do not form EPI quanta in the radiator release energy in the MPC only due to ionization losses. The difference in energy release in these two cases allows the identification of high-energy particles by mass [[2].

Недостатком этого устройства является низкая эффективность регистрации квантов РПИ с энергией больше 15 кэВ, что ограничивает диапазон энергии применения этих устройств.The disadvantage of this device is the low efficiency of detecting EPI quanta with an energy of more than 15 keV, which limits the energy range of the use of these devices.

Цель изобретения - увеличение диапазона энергии и улучшение чувствительности к массам частиц.The purpose of the invention is to increase the energy range and improve sensitivity to particle masses.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для идентификации заряженных частиц больших энер1000959 гий, состоящем из радиатора переходного излучения и регистрирующей системы, за радиатором переходного излучения установлен конвертер, вы-, полненныи в виде нескольких слоев . 5 вещества, число слоев л , материал и толщина каждого слоя £ выбраны из следующих-условий:This goal is achieved by the fact that in the device for identifying charged particles of high energies 1000959, consisting of a transition radiation radiator and a recording system, a converter is installed behind the transition radiation radiator, made in the form of several layers. 5 substances, the number of layers l, the material and the thickness of each layer £ are selected from the following conditions:

еж-ο/λгсгеч, ,ο где Хи Р - параметры, зависящие от вещества конвертера и энергии, фотоэлектронов;hedgehog-ο / λgsgech, ο where Chi P - parameters depending on the substance of the converter and energy, photoelectrons;

О’ - сечение фотопоглощения квантов РПИ в конвертере.О ’is the photoabsorption cross section of EPI quanta in the converter.

В таком случае кванты РПИ эффективно поглощаются в конвертере, а образованные в конвертере фотоэлектроны эффективно, выходят из него. Для конвертера из золота Р =1.25, X = где Е- энергия фотоэлектронов. Регистрирующие детекторы для фотоэлектронов (газовые ПДК, искровые камеры (ИК) , полупроводниковые детекторы. (ППД) иIn this case, the EPI quanta are effectively absorbed in the converter, and the photoelectrons formed in the converter efficiently come out of it. For a gold converter, P = 1.25, X = where E is the photoelectron energy. Registration detectors for photoelectrons (gas MPC, spark chambers (IR), semiconductor detectors. (PPD) and

т.д.). установлены за и перед слоями конвертера.etc.). set behind and in front of the converter layers.

В. случае идентификации заряженных частиц в пучках вместо многослойного . конвертера установлен однослойный κοΗζ вертер толщиной I под углом ¢) =1/л •к первичному пучку.. В этом случае регистрирующие устройства для фотоэлектронов (ППД, микроканальные пластины, сцинтилляционные счетчики) расположены, с обеих сторон конвертера такимоб- ³⁵разом, что первичный пучок не проходит' через них.B. case of identification of charged particles in beams instead of multilayer. a single-layer κοΗζ Wertherter with a thickness of I at an angle ¢) = 1 / l • to the primary beam is installed .. In this case, recording devices for photoelectrons (PDDs, microchannel plates, scintillation counters) are located, on both sides of the converter so that ³⁵ times that the primary the beam does not pass through them.

На фиг. 1 приведена схема устройства, состоящего из радиатора РПИ и мно-40 гослойного конвертера^ на фиг. 2 - схема устройства в случае, когда конвертер из одного слоя установлен под углом к первичному пучку.In FIG. 1 is a diagram of a device consisting of an RPI radiator and a multi-40 state-layer converter ^ in FIG. 2 is a diagram of a device in the case when a single-layer converter is installed at an angle to the primary beam.

Устройство состоит из радиатора 1- 45 РПИ , который представляет собой слоистую среду, состоящую из '1000 слоев майлара 2, каждый толщиной 25 мкм, расстояние между слоями 7,5*10 см, конвертера 3, состоящего из 20 слоевзоло- 50 та, каждый толщиной 2000 Д, регистрирующей системы 4, которая представляет собой газовые пропорциональные камеры (ПК), либо искровые камеры толщиной слоя 1 см, наполненные гелием, 55 либо ППД и т.д.The device consists of a radiator 1-45 RPI, which is a layered medium consisting of '1000 layers of Mylar 2, each 25 μm thick, the distance between the layers 7.5 * 10 cm, converter 3, consisting of 20 layers of gold-50 tons, each 2000 D thick, recording system 4, which is a gas proportional chambers (PC), or spark chambers 1 cm thick, filled with helium, 55 or PPD, etc.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Заряженная частица^ проходя чере.з радиатор 1, образует кванты РПИ. Часть этих квантов выходит из радиаторов и в конвертере 3 образует фотоэлектроны. Часть этих фотоэлектронов выходит из конвертера, регистрируется в пропорциональных-или искровых камерах и выделяет там энергиюУ7 КэВ, тогда как заряженная частица за .счет только ионизации выделяет там энергию всегог^о ,3 КэВ. Большая разница между этими значениями энерговыделений позволяет четко разделить случаи с образованием квантов РПИ и без него и тем самым увеличивает чувствительность >к массам заряженных частиц, Так, пион и протон -с энергиями 500 КэВ в таком устройстве регистрируются с эффективностями а/95 и 5% Соответственно.A charged particle, passing through radiator 1, forms EPI quanta. A part of these quanta leaves radiators and forms photoelectrons in converter 3. Some of these photoelectrons leave the converter, register in proportional or spark chambers, and release V7 KeV energy there, while a charged particle, due to ionization only, liberates energy of only 3 keV there. The large difference between these energy release values makes it possible to clearly separate the cases with the formation of EPI quanta and without it, and thereby increases the sensitivity> to the masses of charged particles. Thus, a pion and a proton with energies of 500 keV are recorded in such a device with efficiencies a / 95 and 5% Respectively.

Использование предлагаемого устройства по сравнению с известными на порядок увеличивает диапазон энергии применения детекторов РПИ, а также открывает возможность создания чувствительных и дешевых детекторов РПИ больших размеров за счет, использования искровых камер, наполненных гелием, ί ' · .Using the proposed device in comparison with the known ones increases the energy range of the use of EPI detectors by an order of magnitude, and also opens up the possibility of creating sensitive and cheap EPI detectors of large sizes due to the use of spark chambers filled with helium ί '·.

Предлагаемое устройство· может найти применение также для регистрации малоинтенсивных потоков жесткого рентгеновского излучения.The proposed device · can also be used for recording low-intensity flows of hard x-ray radiation.

Claims

1. Yuan L. Review of experimental work. Proceedings of the international symposium on transition radiation of high-energy particles. Yerevan, 1977. p. 81,

2. Muller D., Cherry M.L. Spectrum and energy dependence of x-ray transition radiation. Proceedings of the International Symposium on. reradiomy radiation of high-energy particles. Yerevan, 1977, p. 137 (proto type).

/BUT

-- about

and

0