нижнее белье для полных
მედიცინის კვლევები

   Велика Радянська Енциклопедія

Черенковський лічильник

   
 

Черенковський лічильник, прилад для реєстрації заряджених частинок і g-квантів, в якому використовується Черенкова-Вавілова випромінювання . Якщо заряджена частка рухається в середовищі зі швидкістю u, що перевищує фазову швидкість світла для даного середовища ( c / n , n - показник заломлення середовища, с - швидкість світла у вакуумі), то частка випускає черенковское випромінювання. Останнє відбувається в певному напрямку, причому кут J між напрямом випромінювання і траєкторією частинки пов'язаний з u і n співвідношенням:

cos J ??= c / un = 1/bn (b = u / c ). (1)

Інтенсивність N черенковского випромінювання на 1 см шляху в інтервалі довжин хвиль від l 1 до l 2 виражається співвідношенням:

. (2)

Тут Z - заряд частки (в одиницях заряду електрона).

На відміну від сцинтиляційних лічильника , де реєструються частки з будь-якою швидкістю, а випромінювання изотропно і запізнюється в часі, в Ч. с. світло випромінюється тільки частинками, швидкості яких u ? c / n (b ? 1 / n ), причому випромінювання відбувається одночасно з їх проходженням і під кутом J до траєкторії частинки. Із зростанням швидкості частки (надпороговой) ростуть кут J і інтенсивність випромінювання. Для граничних швидкостей, близьких до швидкості світла [(1 ? b) < <1], кут J досягне граничного значення:

J макс = arccos (1 / n). (3)

Кількість світла, випромінюване в Ч. с., як правило, становить неск.% від світлового сигналу сцинтиляційного лічильника.

Основні елементи Ч. с.: радіатор (речовина, в якому u > с / n ), оптична система, фокусуються світло, і один або декілька фотоелектронних помножувачів (ФЕУ), що перетворюють світловий сигнал в електричний (див. рис. ). Радіатори виготовляють з твердих, рідких і газоподібних речовин. Вони повинні бути прозорі до черенковських випромінювання і мати низький рівень сцинтиляції, що створюють фонові сигнали. Стандартні матеріали радіаторів: органічне скло ( n = 1,5), свинцеве скло ( n = 1,5), вода (n = 1,33).

Ч. с. отримали широке застосування в експериментах на прискорювачах заряджених часток , тому що вони дозволяють виділяти частки, швидкість яких криється у певному інтервалі. Із зростанням енергії прискорювачів і, отже, із зростанням енергії часток особливо широке застосування отримали газові Ч. с., володіють здатністю виділяти частки ультрарелятивістських енергій, для яких (1 - b) << 1. Кут випромінювання J в газі дуже малий, мала і інтенсивність випромінювання на одиницю шляху. Щоб отримати спалах світла, достатню для реєстрації, доводиться збільшувати довжину газових Ч. с. до 10 м і більше. У газових Ч. с. можна плавно змінювати показник заломлення, змінюючи тиск робочого газу.

Ч. с. існують 3 типів: порогові, диференціальні і лічильники повного поглинання. Основними характеристиками перших 2 типів Ч. с. є ефективність реєстрації і роздільна здатність за швидкістю частинок, тобто здатність лічильника розділяти дві частинки, що рухаються з близькими швидкостями. Пороговий Ч. с. повинен реєструвати всі частинки зі швидкостями, більшими деякої (порогової), тому оптична система такого Ч. с. (комбінація лінз і дзеркал) повинна зібрати, по можливості, весь світло, що випромінює на катод ФЕУ.

Диференціальні Ч. с. реєструють частки, що рухаються в деякому інтервалі швидкостей від u 1 до u 2. У традиційних диференціальних Ч. с. це досягається виділенням оптичною системою світла, випромінюваного в інтервалі відповідних кутів від J 1 до J 2. Лінза або сферичне дзеркало, поміщене на шляху живцевого світла, фокусує світло, випромінювань під кутом J, в кільце з радіусом

R = f J, (4)

де f ? фокусна відстань лінзи або дзеркала. Якщо у фокусі системи помістити щілинну кільцеву діафрагму, а за діафрагмою один або кілька ФЕУ, то в такій системі світло буде зареєстрований тільки для частинок, що випромінюють світло в певному інтервалі кутів. В диференціальних Ч. с. з прецизійної оптичною системою можна виділити частинки, швидкість яких відрізняється всього на 10 ? 6 від швидкості ін частинок. Такі Ч. с. вимагають особливого контролю тиску газу і формування паралельного пучка часток.

Ч. с. повного поглинання призначені для реєстрації та спектрометрії електронів і g-квантів. На відміну від розглянутих Ч. с., де частка втрачала в радіаторі нікчемно малу частку енергії, Ч. с. повного поглинання містить блок радіаторів великої товщини, в якому електрон або g-квант утворює електронно-фотонну лавину і втрачає всю або більшу частину своєї енергії. Як правило, радіатори в цьому випадку виготовляють зі скла з великим вмістом свинцю. В радіаторі з такого скла, наприклад товщиною 40 см , може практично повністю гальмуватися електрон з енергією до 10 Гев. Кількість світла, випромінюваного в Ч. с. повного поглинання, пропорційно енергії первинного електрона або g-кванта. Роздільна здатність D E Ч. с. повного поглинання (по енергії) залежить від енергії і для самих чутливих ФЕУ може бути виражена формулою:

?%

де E - енергія електрона в Гев.

© Літ.: Джеллі Дж., Черенковськоє випромінювання і його застосування, пров. з англ., М., 1960; Зрелов В. П., Випромінювання Вавілова-Черенкова і його застосування у фізиці високих енергій, ч. 1 ? 2, М., 1968.

© В. С. Кафтанов.





Виберіть першу букву в назві статті:

а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я

Повний політерний каталог статей


 

Алфавітний каталог статей

  а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я
 


 
енциклопедія  біляші  морс  шашлик  качка