SU1176724A1 - Electron detector - Google Patents

Electron detector Download PDF

Info

Publication number
SU1176724A1
SU1176724A1 SU843726453A SU3726453A SU1176724A1 SU 1176724 A1 SU1176724 A1 SU 1176724A1 SU 843726453 A SU843726453 A SU 843726453A SU 3726453 A SU3726453 A SU 3726453A SU 1176724 A1 SU1176724 A1 SU 1176724A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
converter
electron
counters
mev
electrons
Prior art date
Application number
SU843726453A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ю.И. Титов
Original Assignee
Предприятие П/Я В-8851
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я В-8851 filed Critical Предприятие П/Я В-8851
Priority to SU843726453A priority Critical patent/SU1176724A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1176724A1 publication Critical patent/SU1176724A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

ЛИВНЕВЫЙ ДЕТЕКТОР ЭЛЕКТРОНОВ , содержапщй конвертор и счетчик зар женных частиц, о т л и ч .а. и и с   тем, что, с целью повышени  достоверности идентификации электронов в интервале энергий 2001000 МэВ, за конвертором размещены два счетчика зар женных частиц, подключенных к схеме совпадений, при этом счетчики зар женных частиц расположены : в разных част х сферы вьтета вторичных частиц относительно плоскости, построенной через траекторию детектируемых электронов, проход щих через центр конвертора.LIQUID ELECTRON DETECTOR, containing converter and charged particle counter, about tl and h. and in order to increase the reliability of identification of electrons in the energy interval 2001000 MeV, behind the converter there are two counters of charged particles connected to the coincidence circuit, while the counters of charged particles are located: in different parts of the secondary particle sphere relative to the plane built through the trajectory of the detected electrons passing through the center of the converter.

Description

Изобретение относитс  к технике детектировани   дерных излучений. Он может быть применено во всех случа х когда необходимо идентифицировать одиночные электроны с энергией более 200 МэВ. Задачей такого типа исследо ваний  вл етс  определение количества электронов на фоне других частиц (пионов, протонов, и т.д.). Предлагаемое устройство по принципу деистВИЯ , в отличие от других устройств, нечувствительно к другим частицам, не образующим ливень. Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности идентификации электронов в интервале энергий 2001000 МэВ. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  детектировани  электронов, содержащем конвертор и счетчики зар женных частиц, за конвертором размещены два счетника зар женных частиц, подключенных к схеме совпадений, при этом счетчики зар женных частиц расположены в разных част х сЛеры вылета вторичных частиц относительно плоскости, построенной через траекторию детектируемых электронов, проход щих через центр конвертора, В соответствии с изобретением, за конвертором по направлению движени  электрона размещены два счетчика зар женных частиц, подсоединенных к схеме совпадений. Счетчики расположе ны не друг за другом, а в разных .час т х сферы вылета вторичных частиц от носительно плоскости, построенной через траекторию детектируемого элек трона, проход щую по центру конвер-г тора. Благодар  тому, что частица, не образующа  ливень, не может пройти через два счетчика, логический импульс на выходе схемы совпадений не возникает. При прохождении через сви цовую пластину электрона возникает ливень, частицы которого пройдут через оба счетчика зар женных частиц. При этом на выходе схемы совпадений возникает логический импульс, свидетельствующий о прохождении электрон Отличительной особенностью предлага мого решени   вл етс  не только ина позици  в размещении счетчиков вторичных частиц. В нем, по-существу, используетс  иное свойство ливн  - вто . ричные частицы отклон ютс  от первона чального направлени  движени  электрона на значительный угол и могут занимать в пространстве значительный объем. Это свойство ливн  в существующих ливневых счетчиках полного поглощени  не ежало в основе принципа действи  и было вредным, так как вынуждало увеичивать размеры радиатора дл  предотвращени  утечки ливн . На чертеже схематически показан предлагаемый детектор. Он состоит из конвертора 1, расположенных за ним по ходу движени  электрона двух сцинтилл торов 2 таким; образом, что сцинтилл торы размещены в разных част х сферы вылета вторичных частиц относительно плоскости, построенной через траекторию детектируемого электрона, проход щую через центр конвертора 1. В оптическом контакте со сцинтилл торами наход тс  два ФЭУ 3, подсоединенные к схеме совпадений 4. Сцинтилл ционные счетчики в качестве счетчиков зар женных частиц показаны в качестве примера конструкции предлагаемого детектора электронов; Устройство работает следующим образом. Электроны е попадают на конвертор 1, в котором образуетс  несколько электрон-позитронных пар ( е и е). Образовавшиес  электроны и позитроны попадают в сцинтилл торы 2, свет от которых регистрируетс  фотоэлектронными умножител ми 3. Импульсы от ФЭУ подаютс  на схему совпадений 4. Импульс на вых9де схемы совпадений свидетельствует о прохождении через конвертор электрона. Частица, не образующа  ливень, (например пион) может пройти только через один сцинтилл тор, и на выходе схемы совпадений импульс не возникнет. Выбор размеров элементов и рассто ний между ними должен определ тьс  услови ми конкретного эксперимента, в котором используетс  описываемое устройство. Толщина конвертора выбираетс  в зависимости от энергии детектируемого электрона так, чтобы образовывалось максимальное число электрон-позитронных пар. Из обв;е.й теории ливней следует, что дл  энергии электрона 600 МэВ следует выбрать толщину конвертора 3,5 рад.длин. При этом должно образоватьс  5 электрон-позитронных пар. При энергии 200 МэВ конвертор должен иметь толщину 2 рад. длины и образуетс  2 пары . Ниже 200 МэВ число пар становит с  менее одной, и из-за зтого может стать заметной веро тность попадани всех вторичных частиц в один сцинтилл тор . При энергии 1000 МэВ числ пар достигает 8 и продолжает расти с увеличением энергии. При таком большом числе пар вспышка от электрона в ливневом детекторе полного поглощени  настолько превьппает вспьш ку от одиночной частицы, что достоверность идентификации становитс  в сокой. При энергии более 1000 МэВ описываемое устройство работает так же, как и при меньшей, но не имеет преимущества по сравнению с прототипом . На выходе из конвертора образова шиес  пары электронов и позитронов немного смещаютс  в поперечном направлении и отклон ютс  от направлен движени  первоначального электрона. Среднеквадратичный угол вьшета вторичных частиц этом соотношении характеристическа  энерги  Е одинакова дл  всех ма ;териалов и составл ет 21 МэВ, а кри|тическа  ЕО зависит от зар да  дра. Дл  свинца ( МэВ 75°. Дл  других, более легких материалов, угол отклонени  заметно меньше. В описываемом устройстве в качестве ма териала выгодно выбрать свинец, так как благодар  большому углу отклонени  электронов и позит Зонов от направлени  движени  первоначального электрона веро тность попадани  всего ливн  только в один сцинтилл тор становитс  ничтожно малой. От рассто ни  до сцинтилл торов и их размеров зависит область чувстт вительности детектора (апертура). Чем больше площадь сцинтилл торов и рассто ние до них, тем больше становитс  апертура описываемого детектора. Принципиально важным  вл етс  лишь ,то, сцинтилл торы перекрывают разные участки сферы вылета вторичных частиц , что исключает возможность прохождени  одной частицы, вылетающей из конвертора, через оба сцинтилл тора . Следует также иметь в виду, что частицы, не образук цие ливень, могут в конверторе произвести  дерную реакцию и зарегистрироватьс  таким путемi но веро тность  дерной реакции мала, а ливень образуетс  в 100% случаев. В качестве примера рассмотрим опытный образец устройства, изготовленного по приведенной схеме, включающей третий сцинтилл ционный счетчик , наход щийс  перед свинцовым конвертором по пути движени  электрона и предназначенный дл  ограничени  области траекторий налетающего электрона . Толщина свинцового конвертора была выбрана 3 рад.длины, что обеспечивало максимальное число электрон-позитронных пар дл  электрона с энергией 500 МэВ. Сцинтилл торы имели размеры 510 см, размещались в одной плоскости на рассто нии 5 см от конвертора. Все устройство было помещено в магнитный спектрометр на выходе линейного ускорител  электронов с энергией 2 ГэВ. Измерени  показали , что эффективность регистрации электронов остаетс  посто нной в интервале энергий 200-1000 МэВ и находитс  на уровне 70%. Коэффициент подавлени  пионов составил 1:300, что во много раз лучше чем дл  ливневого счетчика полного поглощени .The invention relates to a technique for detecting nuclear radiation. It can be applied in all cases when it is necessary to identify single electrons with energies above 200 MeV. The task of this type of research is to determine the number of electrons on the background of other particles (pions, protons, etc.). The proposed device according to the principle of deisTVIA, unlike other devices, is insensitive to other particles that do not form rain. The aim of the invention is to increase the reliability of identification of electrons in the energy interval 2001000 MeV. The goal is achieved by the fact that in a device for detecting electrons containing a converter and counters of charged particles, behind the converter there are two counters of charged particles connected to the coincidence circuit, while the counters of charged particles are located in different parts of the emission of secondary particles relative to the plane built through the trajectory of the detected electrons passing through the center of the converter; In accordance with the invention, two counters are placed in the direction of the electron's motion behind the converter charged particles connected to a coincidence circuit. The counters are located not one after the other, but in different hours of the sphere of emission of secondary particles relative to the plane built through the trajectory of the detected electron passing through the center of the converter. Due to the fact that a particle that does not form a shower cannot pass through two counters, a logical pulse does not occur at the output of the circuit. When an electron passes through the lead plate, a shower occurs, the particles of which pass through both counters of charged particles. In this case, a logical impulse occurs at the output of the coincidence circuit, indicating the passage of an electron. A distinctive feature of the proposed solution is not only a different position in the arrangement of counters of secondary particles. It essentially uses another property of showers - wto. The orbital particles deviate from the original direction of the electron's motion at a considerable angle and may occupy a significant volume in space. This property of showers in existing storm-water meters of total absorption did not coincide with the principle of operation and was detrimental because it forced to increase radiator dimensions to prevent leakage of showers. The drawing shows schematically the proposed detector. It consists of a converter 1 located behind it in the direction of the electron movement of two scintillators 2 such; Thus, the scintillators are located in different parts of the sphere of emission of secondary particles relative to the plane built through the trajectory of the detected electron passing through the center of the converter 1. In the optical contact with the scintillators there are two photomultipliers 3 connected to the coincidence circuit 4. Scintillation counters as counters of charged particles are shown as an example of the design of the proposed electron detector; The device works as follows. Electrons get to converter 1, in which several electron-positron pairs are formed (e and e). The resulting electrons and positrons enter scintilla- tors 2, the light from which is recorded by photoelectric multipliers 3. Pulses from the photomultiplier are fed to a coincidence circuit 4. An impulse at the exit of the coincidence circuit indicates the passage through the electron converter. A particle that does not form a shower (for example, a pion) can pass only through one scintillator, and no pulse will appear at the output of the coincidence circuit. The choice of element sizes and distances between them should be determined by the conditions of the particular experiment in which the device described is used. The thickness of the converter is chosen depending on the energy of the detected electron so that the maximum number of electron-positron pairs is formed. From the EWS theory of showers, it follows that for an electron energy of 600 MeV, one should choose a converter thickness of 3.5 times the length. There should be 5 electron-positron pairs. At 200 MeV, the converter should be 2 rad thick. length and forms 2 pairs. Below 200 MeV, the number of pairs becomes less than one, and because of this, the probability of all secondary particles falling into one scintillor may become noticeable. At an energy of 1000 MeV, the number of pairs reaches 8 and continues to grow with increasing energy. With such a large number of pairs, the flash from an electron in a full-absorption shower detector is so much greater than a single particle explosion, that the accuracy of identification becomes low. With an energy of more than 1000 MeV, the described device works in the same way as with a smaller one, but has no advantage over the prototype. At the output of the converter, the formed pairs of electrons and positrons are slightly shifted in the transverse direction and deviate from the direction of motion of the original electron. The mean square angle of secondary particles in this ratio, the characteristic energy E is the same for all materials and is 21 MeV, and the critical EO depends on the charge of the core. For lead (MeV 75 °. For other, lighter materials, the deflection angle is noticeably smaller. In the described device, it is advantageous to choose lead as a material, since due to the large deflection angle of electrons and positive Zones from the direction of motion of the original electron, only one scintillator becomes negligible. From the distance to the scintillators and their sizes, the detector sensitivity region (aperture) depends. The larger the scintillator area and the distance to them, the more than a hundred The aperture of the described detector is new. The only important thing is that the scintillators overlap different parts of the emission sphere of secondary particles, which excludes the possibility of the passage of one particle emitted from the converter through both scintillators. It should also be borne in mind that particles not A shower may produce a nuclear reaction in the converter and be registered in this way, but the probability of a nuclear reaction is small, and a shower is formed in 100% of cases. As an example, consider a prototype of a device manufactured according to the above scheme, including a third scintillation counter located in front of a lead converter along an electron path and intended to limit the region of the incident electron trajectories. The thickness of the lead converter was chosen 3 times the length, which provided the maximum number of electron-positron pairs for an electron with an energy of 500 MeV. The scintillators were 510 cm in size, placed in the same plane at a distance of 5 cm from the converter. The entire device was placed in a magnetic spectrometer at the output of a linear electron accelerator with an energy of 2 GeV. Measurements have shown that the electron detection efficiency remains constant in the energy range 200-1000 MeV and is at the level of 70%. The pion suppression coefficient was 1: 300, which is many times better than for a full-time storm counter.

Claims (1)

ЛИВНЕВЫЙ ДЕТЕКТОР ЭЛЕКТРОНОВ, содержащий конвертор и счетчики щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности идентификации электронов в интервале энергий 2001000 МэВ, за конвертором размещены два счетчика заряженных частиц, подключенных к схеме совпадений, при этом счетчики заряженных частиц расположены . в разных частях сферы вылета вторичных частиц относительно плоскости, построенной через траекторию детектируемых электронов, прохо-A LIVING ELECTRON DETECTOR containing a converter and counters with the fact that, in order to increase the reliability of electron identification in the energy range 2001000 MeV, two charged particle counters connected to the coincidence circuit are placed behind the converter, with charged particle counters located. in different parts of the sphere of emission of secondary particles relative to the plane constructed through the trajectory of the detected electrons, 1 . ' 1 176724 - 21 . '1 176724 - 2
SU843726453A 1984-01-09 1984-01-09 Electron detector SU1176724A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843726453A SU1176724A1 (en) 1984-01-09 1984-01-09 Electron detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843726453A SU1176724A1 (en) 1984-01-09 1984-01-09 Electron detector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1176724A1 true SU1176724A1 (en) 1986-10-30

Family

ID=21113535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843726453A SU1176724A1 (en) 1984-01-09 1984-01-09 Electron detector

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1176724A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Gatti G., Giacomelli et al Rev Siceut Instrum 32, 949, 1961. Heusch C.A., Prescott C.I. Repor CTSL-LI, Calif Lnst.Techn.1964. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6876711B2 (en) Neutron detector utilizing sol-gel absorber and activation disk
US8159669B2 (en) Space radiation detector with spherical geometry
Dafni A note on the application of BaF2 scintillators to γ-ray and charged particle detection
Adeva et al. DIRAC: A high resolution spectrometer for pionium detection
Muga A versatile dE/dx detector for heavy mass nuclear particles
Brody et al. Photoproduction of K+ mesons in hydrogen
SU1176724A1 (en) Electron detector
Mashimo et al. An underground search for anomalous penetrating particles such as massive magnetic monopoles
Backenstoss et al. A total absorption scintillation detector for electrons, photons and other particles in the GeV region
Motobayashi et al. A silicon counter array for 2He detection
Heidbreder et al. A balloon borne detector to determine high energy neutrons in energy and direction
Yamamoto et al. Characteristics of BGO scintillator for use in neutron capture cross section measurements
Nakamura et al. Neutron-sensitive ZnS/10B2O3 ceramic scintillator detector as an alternative to a 3He-gas-based detector for a plutonium canister assay system
Wilcke et al. A two-dimensional position sensitive ΔE-E counter for energetic light charged particles
Ullmann et al. The detector for advanced neutron capture experiments: A 4π BaF2 detector for neutron capture measurements at LANSCE
Heusch et al. A Čerenkov shower counter
RU2222818C1 (en) Aid for neutron detection and spectrometry
Ashton et al. Precision of time of flight measurements using large (1 m2) area scintillation counters
Yurevich et al. Development of scintillation detectors with SiPM readout for the NICA project
Jensen et al. A moderating 6Li-glass neutron detector
GARDES et al. SECTORISED IONISATION CHAMBER
Vergin A survey of methods for discriminating between pions and electrons in magnetic spectrometer systems, for use in photopion experiments at IKO and/or Bates (MIT)
Yurevich et al. Development of trigger and start detectors for experiments with high-energy heavy ions at the Joint Institute for Nuclear Research
Van Bibber et al. The plastic box--a 4π detector for intermediate energy heavy ion physics
Dzubenko et al. Prototype of a scintillation detector involving APD photodetectors