ДЕТЕКТОР РЕЛЯТИВИСТСКИХ ЧАСТИЦ

Полезная модель относится к области регистрации радиационных излучений сцинтилляционными детекторами.
Известен призматический детектор ионизирующего излучения, содержащий сцинтиллирующие элементы, выполненные в виде стержней, и фотодиоды, обеспеченные выводами для соединения со схемами регистрации сцинтилляционных вспышек, отличающийся тем, что сцинтиллирующие элементы выполнены в виде стержней с сечением в виде равностороннего треугольника, фотодиоды расположены на треугольных торцах стержней, стержни установлены в ряд параллельно и вплотную друг к другу, между их вершинами расположен такой же ряд стержней треугольного сечения, а параллельно с зеркальным отображением расположены еще два ряда стержней, плоскости смежного дополнительного ряда расположены на плоскостях стержней предыдущего ряда. Патент Российской Федерации на полезную модель №71453, МПК: G01T 3/06, 2008.
Известен детектор, в котором блок сцинтиллирующих оптических элементов с фотодиодами выполнен в виде, по крайней мере, одной сцинтиллирующей пластины с закрепленными на ней на разных плоскостях рядами светопереизлучающих волокон, расположенных перпендикулярно друг другу, а фотодиоды светопереизлучающих волокон расположены на торцах пластины и подключены к схеме регистрации с выходным регистром. Патент Российской Федерации на полезную модель №71451, МПК: G01T 3/06, 2008. Прототип.
Недостатком аналога и прототипа является зависимость пространственного разрешения и количества фотодиодов от плотности размещения светопереизлучающих волокон, ограничение пространственного разрешения в предельном случае диаметром волокна,
трудности размещения фотодиодов и первичной электроники даже в устройстве с относительно небольшим разрешением порядка 1 мм, неэффективность использования светочувствительной площади фотокатода при диаметре волокна менее 1 мм, дороговизна устройства.
Полезная модель устраняет недостатки аналогов и прототипа.
Техническим результатом полезной модели является определение направления и регистрация релятивистских частиц, например, мюонов или протонов.
Технический результат достигается тем, что в детекторе релятивистских частиц, в котором блок сцинтиллирующих оптических элементов с фотодиодами выполнен в виде сцинтиллирующих пластины с закрепленными на торцах пластин фотодиодами, подключенными к схеме регистрации с выходным регистром, под углом α к горизонтальной пластине с фотодиодами на торце установлены, по крайней мере, две дополнительные пластины с фотодиодами на торце, причем дополнительные пластины установлены параллельно с двух сторон горизонтальной пластины.
Направление движения частицы однозначно определяют на основании анализа информации о том, с каких пластин получен сигнал в интервале времени, необходимом для пересечения частицей детектора и амплитуде полученных при этом сигналов.
Сущность полезной модели поясняется на чертеже, где 1 - сцинтилляционные пластины, 2 - фотоприемники (фотодиоды). Угол α лежит в пределах от ноля до девяноста градусов. Пластины на каждой стороне параллельны друг другу.
При прохождении через детектор ионизирующей частицы сигнал возникает в нескольких ближайших фотодиодах 2, количество которых определяется количеством рожденных фотонов. Определение координаты сцинтилляционной вспышки проводят на основании сравнения амплитуд
сигналов поступивших с различных фотодиодов 2 и нахождения центра тяжести пространственного распределения этих сигналов.
Фотодиоды 2 подключены к электронной плате, которая при поступлении сигнала с фотодиода 2 вырабатывает аналоговый сигнал, оцифровывает его и заносит в выходной регистр с указанием времени прихода и амплитуды его сигнала.
Детектор состоит из пластины сцинтиллятора 1 (пластмасса, органический кристалл, кристаллический сцинтиллятор, сцинтиллирующее стекло) на торце которой расположены фотоприемные устройства 2 (фотодиоды).
При прохождении через пластину сцинтиллятора 1 ионизирующей частицы в пластине рождаются фотоны, распространяющиеся во все стороны.
В зависимости от типа используемого фотоприемного устройства вторичные фотоны генерируют в фотоприемнике 2 фотоэлектроны с вероятностью до 0,8.
Полученный электронный сигнал поступает на вход электронной схемы, предназначенной для дискриминации и усиления сигнала.
Электронная схема может содержать также элементы отбора сигналов по совпадениям или антисовпадениям.