Счетчик Вавилова- Черенкова или Черенковский счетчик
Выполнил: Бернадский А.В.
Черенковское излучение
•Принцип работы этого детектора основан на регистрации излучения, открытого П.А. Черенковым в 1934 г. и возникающего при движении заряженной частицы в прозрачной среде со скоростью V большей скорости света U в этой среде. Поскольку, где с - скорость света в вакууме,а n - показатель преломления среды, то условие возникновения черенковского излучения имеет вид. Заряженная частица движется в вакууме со скоростью V, которая меньше скорости света c. скорость V может быть сколь угодно мало отличаться от скорости света, но не превышать её. Иное положение в прозрачных веществах.
Скорость света c’ в этих веществах в n раз меньше скорости света c в вакууме. Если заряженная частица попадает из вакуума в прозрачное вещество со скоростью , то она будет двигаться в этом веществе со скоростью, превышающей скорость света c’ в данной среде. Такое движение электронов в воде наблюдается уже при сравнительно низких энергиях, превышающих 0,26 МэВ.
Схема возникновения черенковского излучения
• Если заряженная частица движется в среде со скоростью V , превышающей фазовую скорость света для данной среды, то частица испускает черенковское излучение. Излучение происходит в определённом направлении, причём величина угла θ между направлением излучения и траекторией частицы связан с V и n соотношением:
Черенковский счетчик
Черенковское излучение пучка частиц при хорошей аккомодации глаза в темноте можно наблюдать визуально.
С помощью фотоумножителя можно уверенно регистрировать излучения отдельных частиц. Это и сделало возможным создание черенковского счетчика, главными частями которого являются прозрачный радиатор, т.е. вещество с нужным коэффициентом преломления, и регистрирующим фотоэлектронный умножитель (ФЭУ)
Схема счётчика Черенкова
• 1 – цилиндрический радиатор; 2 – фокусирующая линза;
3 – фотоэлектронный умножитель (ФЭУ).
Зная угол θ можно определить скорость частицы. При известной массе измерение скорости равносильно измерению энергии частицы. Если же масса частицы не известна, то ее можно определить, измерив независимо энергию частицы.
Отсюда следует, что основное назначение черенковского счетчика
– это измерение энергии частиц и разделение частиц по массам. Черенковские счетчики нашли широкое применение в физике высоких энергий.
Чувствительность и разрешающее время такоеже как у сцинтилляционных, т.е. очень хорошие. Разрешение по скоростям (по энергиям) имеет порядок . Это позволяет отделить пионы, каоны и протоны друг от друга при энергиях порядка нескольких десятков ГэВ, когда углы θ для различных частиц очень мало отличаются друг от друга.
