Claims (2)
1 Изобретение относитс к технике эксперимента физики элементарных частиц и атомного дра, в частности к устройствам детектировани и идентификации зар женных частиц и излучений . Известны врем пролетные детекторы принцип работы которых основан на ре гистрации вторичных продуктов, возникающих при прохождении через детектор детектируемых частиц. В качестве эмиттера вторичной эмиссии в них используетс тонка углеродна пленка нормальной плотности, а эмиссионные электроны, выбиваемые из нее детектируемыми частицами, транспортируютс к микроканальной сборке плоским электростатическим полемt12Однако несмотр на высокое быстродействие известный детектор характеризуетс низкой эффективностью регистрации (пор дка kQ% ), что сказываетс на сильном увеличении времени измерений, и делает детектор мало пригодным в экспериментах по иэучвнию редких событий, а также заметным количеством вещества на пути регистрируемой частицы, что ограничивает снизу диапазон энергий идентифицируемых частиц. Кроме того, применение плоского электростатического пол дл транспортировки эмиссионных электронов огранР(чивает аппертуру прибора, котора при таком поле определ етс диаметром. микроканальиыХ пластин, а заметное увеличение последнего св зано с принципиальными технологическими трудност ми. Цель изобретени - увеличение эффективности регистрации с аппертуры детектора и расширение диапазона измер емых энергий в сторону меньших значений путем уменьшени количества вещества на пути детектируемой частицы .. Поставленна цель достигаетс тем что детектор ионизирующего излучени одержащий сборку микроканальных пластин , делитель напр жени и расположенный на пути детектируемого излучени эмиттер вторичной электронной эмиссии, дополнительно содержит акси ально-симметричную электрсгстатическую или магнитную электронофокуси-рующую систему, в предметном пространстве которой расположен эмиттер, а в фокальной плоскости пространства изображений - сборка микроканальных пластин, причем эмиттер выполнен в виде пористого диэлектрического сло расположенного между двум электродами с высоким коэффициентом прозрачности , подключенными к делителю напр жени , т.е. цель реализуетс пу тем совместного применени тонких (silOO мкм), пористых (плотность 0,7 2% относительно нормальной плотности ), помещенных в сильное электричес кое поле (), диэлектрических слоев (например, МдО), обладающих вы соким значением ( /-ЮООА ) коэффицие та вторичной электронной эмиссии с аксиально-симметричными электростатическими или магнитными электронофокусирующими системами, осуществл ющими эффективную транспортировку и фокусировку эмиссионных электронов от рыхлых диэлектрических слоев бол шей площади ( 50 см ) на микроканальную сборку малой площади (3 см При этом микроканальна сборка и рыхлый диэлектрический слой расположены друг относительно друга таки образом, что регистрируема частица проход через вещество сло (толщина больше ничего на св ем пути в детекторе не встречает. На чертеже дано предлагаемое уст ройство, вертикальный разрез. Устройство представл ет собой стекл нный баллон 1, состо щий из цилиндрической и конической частей и 3 соответственно, причем на внутренней боковой поверхности конической части 3 расположены электроды t и 5, образующие вместе с электродом 6 аксиально-симметричную электр статическую фокусирующую систему, в фокальной плоскости пространства изображений которой расположен дисковый электрод 6. Вплотную с нижним (по чертежу) торцом дискового элекрода 6 расположена микроканальна сборка 7. Электроды t и 5 выполнены в форме усеченных конических поверх ностей, обращенных своими большими сновани ми кверху, причем электрод Ц имеет основание в виде плоской торцовой поверхности 8, а электрод 5 торцовых поверхностей не имеет. В электроде 6 имеетс центральное отверстие 9, в которое собираютс сфокусиров-анные эмиссионные электройы, В торцовой поверхности 8 электрода также имеетс центральное отверстие, в которое ввинчиваетс эмиттер, представл ющий собой кольцевую провод щую опрйвку 10 с нат нутой на нее металлической мелкоструктурной тонкой сеткой 11 с высоким (,99%) коэффициентом прозрачности, причем кольцева оправка 10, а следовательно, и мелкоструктурна сетка 11 электрически накоротко соединены с электродом 4 и наход тс под его потенциалом. На верхней (по чертежу) поверхности сетки 11 расположен тонкий (толщиной 100 мкм) рыхлый (относительна плотность Ajl) диэлектрический слой 12 (например МдО)с тонким (««ЮОоД) провод щим покрытием 13, которое накоротко соединено с контактной шайбой 1А, насаженной на изол ционную (например тефлоновую ) шайбу 15. Последн на тугой посадке крепитс непосредственно к кольцевой оправке 10. Слезки 16 и 17, предназначенные дл подачи фокусирующих потенциалов на электроды 4 и 5 соответственно, расположены на конической части 3 баллона 1. Входное окно 18 расположено на конической части 3 баллона 1 так, что его ось проходит через точку пересечени вертикальной оси устройства с плоскостью провод щего покрыти 13. Диаметр поверхности 8 равен 150 мм, диаметр сло 12-55 мм, диаметр центрального отверсти 9 электрода 6 равен 20 мм, а рассто ние от сетки 11 до микроканальной сборки 7-100 мм. Данна геометри фокусирующей системы обеспечивает сбор и фокусировку эмиссионных электронов с площади сло 12, равнЬй 20 см, на площадь микроканальной сборки 7, равной 3 см. Делитель напр жени 19 обеспечивает необходимое распределение потенциалов между провод щим покрытием 13 и фокусирующими электродами «,5 и 6. Сигнал детектора снимаетс с коаксиального коллектора 20 сборки 7 на сопротивление нагрузки 21 (RH). Работает устройство следующим образом . После подачи питающих напр жений при прохождении детектируемой частицы через слой 12 в последнем возникают локализованные в месте прохождени частицы лавины вторичных электронов, которые выт гиваютс электрическим полем, приложенным к слою 12,и собираютс фокусирующей системой на поверхность микроканальной сборки 7. После усилени в ней они попадают на коаксиальный коллектор 20 микроканальной сборки 7 Сформированный таким образом импульс снимаетс к ре гистрирующей электронике известным способом. Применение предлагаемого устройст ва по сравнению с известным, кроме уменьшени количества вещества (до 1()на пути регистрируемой частицы , позвол ет сильно уменьшить пог лощение вторичных электронов в эмиттере и добитьс увеличени их числа за счет размножени в порах диэлектрического сло , наход щегос в элек Трическом поле, а это, в свою очеред поднимает эффективность регистрации детектора до 100. И наконец, примене ние электронофокусирующей 1 системы позвол ет осуществить сбор эмиссион-; ных электронов с эмиттера большей площади на микроканальную сборку, т.е. увеличит аппертуру детектора. Все это приводит к уменьшению времени экспозиции в эксперименте и дает возможность использовать детектор при еще меньших значени х энергии де тектируемых частиц. g s Формула изобретени Детектор ионизирующего излучени , содержащий сборку микроканальных пластин , делитель напр жени и расположенный на пути |детектируемого) излучени эмиттер вторичной электронной эмиссии, отличающийс тем, что, с целью увеличени эффективности регистрации, апертуры детектора и расширени диапазона измер вмых энергий в сторону меньших значений путем уменьшени количества вещества на пути детектируемой частицы, он дополнительно содержит аксиальносимметричйую электростатическую или магнитную электронофокусирующую систему , в предметном пространстве которой расположен эмиттер, а в фокальной плоскости пространства изображений - сборка микроканальных пластин, причем эмиттер выполнен в виде пористого диэлектрическога сло , расположенного между двум элект эодами с высоким коэффициентом прозрачности, подключенными к делителю напр жени . Источники информации;, рин тые во внимание при экспертизе 1.Люк К. Л. roaHj, By Из нь Сюн. ринципы и методы регистрации элеентарных частиц. М., ИЛ, 19бЗ . in,148. 1 The invention relates to an experimental technique of the physics of elementary particles and an atomic nucleus, in particular to devices for detecting and identifying charged particles and radiations. The time of flight detectors is known. The principle of operation is based on the detection of secondary products arising during the passage of detectable particles through the detector. They use a thin carbon film of normal density as the emitter of the secondary emission, and the emission electrons knocked out of it by detectable particles are transported to the microchannel assembly by a flat electrostatic field. 12 However, despite the high speed, the known detector has a low recording efficiency (of the order of kQ%), which affects on a strong increase in the measurement time, and makes the detector of little use in experiments on the study of rare events, as well as a noticeable amount Twomey detectable substance in the path of the particle, which limits the energy range below identifiable particles. In addition, the use of a flat electrostatic field for transporting emission electrons restricts the instrument's aperture, which in such a field is determined by the diameter of microchannel plates, and a noticeable increase in the latter is connected with fundamental technological difficulties. The purpose of the invention is to increase the efficiency of recording from the detector apertures and extending the range of measured energies to smaller values by reducing the amount of matter in the path of the detected particle. The goal is to achieve It is necessary that the ionizing radiation detector, which contains the assembly of microchannel plates, the voltage divider and the emitter of the secondary electron emission located on the path of the detected radiation, additionally contains an axially symmetric electrostatic or magnetic electron focusing system, in the objective space of which the emitter is located and in the focal plane image space - the assembly of microchannel plates, and the emitter is made in the form of a porous dielectric layer located between two electrodes with a high coefficient of transparency connected to the voltage divider, i.e. The goal is realized by the joint use of thin (silOOµm), porous (density 0.7 2% relative to normal density), placed in a strong electric field (), dielectric layers (for example, MDO), having a high value (/ -OOOOA ) the coefficient of secondary electron emission with axially symmetric electrostatic or magnetic electron focusing systems that efficiently transport and focus the emission electrons from loose dielectric layers of a larger area (50 cm) onto microchannels In this case, the microchannel assembly and the loose dielectric layer are arranged relative to each other in such a way that the recorded particle passes through the layer substance (the thickness doesn’t meet anything else on the path in the detector. The proposed device The device is a glass cylinder 1 consisting of cylindrical and conical parts and 3, respectively, with the electrodes t and 5 located on the inner side surface of the conical part 3, forming Together with the electrode 6, an axially symmetric electrically static focusing system, in the focal plane of the image space of which the disk electrode 6 is located. The microchannel assembly 7 is tight with the bottom (according to the drawing) end face of the disk elecrode 6. The electrodes t and 5 are made in the form of truncated conical surfaces with their large bases facing upwards, the electrode C has a base in the form of a flat end surface 8, and the electrode 5 has no end surfaces. In electrode 6 there is a central opening 9 into which focused emission electrodes are assembled. In the end surface 8 of the electrode there is also a central opening into which the emitter is screwed, which is an annular conducting stripping 10 with a thin fine-grained metal grid 11 on it. with a high (, 99%) transparency coefficient, with the annular mandrel 10 and, therefore, the fine mesh grid 11 being electrically short-circuited with the electrode 4 and under its potential. On the upper (according to the drawing) surface of the grid 11, there is a thin (relative to Ajl thickness) loose (relative density Ajl) dielectric layer 12 (for example, MDO) with a thin (“SODA) conductive coating 13, which is briefly connected to the contact washer 1A, mounted on an insulating (for example Teflon) washer 15. Lastly, on a tight fit, it is attached directly to the ring mandrel 10. Tears 16 and 17, designed to supply focusing potentials to electrodes 4 and 5, respectively, are located on the conical part 3 of the cylinder 1. The input window 18 is located on the conical part 3 of the cylinder 1 so that its axis passes through the intersection point of the vertical axis of the device with the plane of the conductive coating 13. The surface diameter 8 is 150 mm, the layer diameter is 12-55 mm, the diameter of the central hole 9 of electrode 6 is 20 mm, and the distance from the grid 11 to the microchannel assembly is 7–100 mm. This geometry of the focusing system collects and focuses the emission electrons from the area of layer 12, equal to 20 cm, to the area of the microchannel assembly 7, equal to 3 cm. Voltage divider 19 provides the necessary potential distribution between the conductive coating 13 and the focusing electrodes, 5 and 6 The detector signal is taken from the coaxial collector 20 of the assembly 7 to the load resistance 21 (RH). The device works as follows. After supplying the applied voltage when a detected particle passes through layer 12, avalanches of secondary electrons localized at the point of passage occur in the latter, which are drawn by an electric field applied to layer 12 and collected by a focusing system on the surface of a microchannel assembly 7. After they are strengthened fall on the coaxial collector 20 microchannel assembly 7 The pulse thus formed is removed to the registering electronics in a known manner. The use of the proposed device as compared with the known one, in addition to reducing the amount of a substance (up to 1 () in the path of the registered particle), allows greatly reducing the absorption of secondary electrons in the emitter and achieving an increase in their number due to reproduction in the pores of the dielectric layer This, in turn, raises the detection efficiency of the detector to 100. Finally, the use of the electron-focusing system 1 allows the collection of emission electrons from the emitter of a larger area The rock channel assembly, i.e., increases the detector aperture. All this reduces the exposure time in the experiment and makes it possible to use the detector with even lower energy values of detectable particles. gs The invention The detector of ionizing radiation containing an assembly of microchannel plates, voltage divider and a secondary electron emission emitter located on the path detected by radiation, characterized in that, in order to increase the registration efficiency, the detector aperture and the range and measuring vmykh energies in the direction of smaller values by reducing the amount of substance in the path of the detected particle, it additionally contains an axially symmetric electrostatic or magnetic electron focusing system, in the objective space of which the emitter is located, and in the focal plane of the images - the assembly of microchannel plates, and the emitter is designed as porous dielectric layer, located between two electrodes with a high coefficient of transparency connected to liu voltage. Sources of information; they are taken into account in the examination 1.Lyuk K. L. roaHj, By Iz nyyun. Principles and methods of registration of elementary particles. M., IL, 19bZ. in, 148.
2.J. Girard and М. Bolore..Heavy on timing with ckannel-plates. Nuclear llnstr. and Meth. lAO, 1977 .279-282 (прототип). ffi//n2.J. Girard and M. Bolore..Heavy on timing with ckannel-plates. Nuclear llnstr. and meth. lAO, 1977.279-282 (prototype). ffi // n