- •Основные характеристики излучений.
- •Основные источники излучений.
- •Взаимодействие тяжелых заряженных частиц с веществом.
- •Взаимодействие тяжелых заряженных частиц с веществом.
- •Черенковское излучение.
- •Тормозное излучение.
- •Взаимодействие γ-квантов низких энергий с веществом.
- •Взаимодействие γ-квантов высоких энергий с веществом.
- •Свойства переходного излучения.
- •Свойства тормозного излучения.
- •Электромагнитный ливень.
- •Адронный ливень.
- •Основные характеристики детекторов – энергетическое разрешение, эффективность регистрации.
- •Сцинтилляционные детекторы.
- •Светочувствительные элементы сцинтилляционных детекторов.
- •Газовые координатные и трековые детекторы.
- •Полупроводниковые детекторы.
- •Кремниевые координатные детекторы.
- •Черенковские детекторы.
- •Детекторы переходного излучения.
- •Сравнительная радиационная стойкость детекторов.
- •Общая схема эксперимента в фвэ.
- •Способы измерения энергии и импульса частиц.
- •Идентификация частиц и измерение ионизационных потерь.
- •Основные свойства калориметров.
- •Жидкостные и газовые калориметры
- •Черенковские калориметры. Примеры их использования.
- •Идентификация частиц в калориметрии.
- •Магнитные спектрометры.
- •Идентификация частиц в эксперименте alice.
- •Идентификация частиц в эксперименте atlas.
- •Идентификация частиц в эксперименте phenix.
- •Идентификация частиц в эксперименте star.
Кремниевые координатные детекторы.
Для очень точного определения координат частиц используют полупроводниковые микростриповые детекторы. Они представляют собой пластины монокристалла кремния, на одну из поверхностей которых наносятся тонкие электроды (стрипы), отстоящие друг от друга на расстоянии ≈ 20 мкм, а другая покрывается металлическим слоем. На электроды подается напряжение несколько вольт. Электронно-дырочные пары, образованные пролетающей заряженной частицей в кристалле, двигаются к ближайшим электродам и регистрируются в виде импульсов тока. Пространственное разрешение микростриповых детекторов уступает только ядерным эмульсиям и достигает 10 мкм. Временнoе разрешение – 10-8 с.
Черенковские детекторы.
Энергия частицы, конвертируемая в черенковское излучение, мала по сравнению с её ионизационными потерями. Число фотонов, излучаемых на 1 см пути, в зависимости от среды (радиатора) колеблется от нескольких единиц до нескольких сот.
Зависимость угла излучения θ от β (1) позволяет, определяя этот угол, найти скорость и энергию частицы. С помощью черенковского детектора можно регистрировать частицы с энергиями вплоть до 100 ГэВ.
Черенковский детектор позволяет эффективно выделять высокоэнергичные релятивистские частицы на уровне большого фона малоэнергичных частиц.
В черенковских детекторах используются твердые, жидкие и газообразные радиаторы.
Различают три типа черенковских детекторов.
-Пороговые черенковские счетчики. (служат для детектирования частиц со скоростями превышающими порог βmin = 1/n)
-Дифференциальные черенковские счетчики (регистрируют частицы в определенном интервале скоростей).
-Черенковские детекторы кольцевого изображения или RICH-детекторы (RICH - Ring Imajing CHerenkov). (детекторы, регистрирующие кольца от черенковского излучения)
Детекторы переходного излучения.
Детектор регистрирует заряженные частицы большой энергии по, так называемому, переходному излучению, испускаемому ими при пересечении (переходе) границы раздела сред с различными диэлектрическими проницаемостями (см №9).
Так как вероятность испускания фотона переходного излучения при однократном пересечении границы сред мала (≈1/100), то используют слоистые или пористые радиаторы с низким атомным номером и большим числом границ раздела (до нескольких сот). Для регистрации переходного излучения чаще всего используют пропорциональные и дрейфовые камеры, а также сцинтилляционные и полупроводниковые детекторы. Идентификация частиц основана на различии в ионизации, которую производят, например в пропорциональной камере, первичный адрон и суммарной ионизацией производимой переходным излучением и первичным электроном.
Сравнительная радиационная стойкость детекторов.
Рад стойкость - способность материала противостоять воздействию радиоактивного излучения.
Общая схема эксперимента в фвэ.
Способы измерения энергии и импульса частиц.
Калориметр предназначен для измерения энергии частиц путем их полного поглощения.
Трековая система предназначена для регистрации траектории прохождения заряженной частицы: координат области взаимодействия, углов вылета. В большинстве детекторов трековая система помещена в магнитное поле, что приводит к искривлению траекторий движения заряженных частиц и позволяет определить их импульс и знак заряда.
Трековая система обычно выполняется на основе газовых ионизационных детекторов или полупроводниковых кремниевых детекторов.