ЧЕРЕНКОВСКИЙ СЧЁТЧИК

ЧЕРЕНКОВСКИЙ СЧЁТЧИК, прибор для регистрации заряженных частиц и y-квантов, в к-ром используется Черенкова-Вавилова излучение. Если заряженная частица движется в среде со скоростью v, превышающей фазовую скорость света для данной среды (с/n, n - показатель преломления среды, с - скорость света в вакууме), то частица испускает черенковское излучение. Последнее происходит в определённом направлении, причём угол в между направлением излучения и траекторией частицы связан с v и n соотношением:

cos Q = с/vn = 1/Bn (B = v/c). (1)

Интенсивность N черенковского излучения на 1 см пути в интервале длин волн от A1 до A2выражается соотношением:

Здесь Z - заряд частицы (в единицах заряда электрона).

В отличие от сцинтилляционного счётчика, где регистрируются частицы с любой скоростью, а излучение изотропно и запаздывает во времени, в Ч. с. свет излучается только частицами, скорости к-рых v >= с/n (B >=1/n) причём излучение происходит одновременно с их прохождением и под углом Q к траектории частицы. С ростом скорости частицы (надпороговой) растут угол в и интенсивность излучения. Для предельных скоростей, близких к скорости света [(1 - B) << 1], угол в достигает предельного значения: Vмакс = аrссоs(1/n). (3) Количество света, излучаемое в Ч. с., как правило, составляет неск. % от светового сигнала сцинтилляционного счётчика. Основные элементы Ч. с.: радиатор (вещество, в к-ром v > с/п), оптич. система, фокусирующая свет, и один или неск. фотоэлектронных умножителей (ФЭУ), преобразующих световой сигнал в электрический (см. рис.). Радиаторы изготавливают из твёрдых, жидких и газообразных веществ. Они должны быть прозрачны к черепковскому излучению и иметь низкий уровень сцинтилляций, создающих фоновые сигналы. Стандартные материалы радиаторов: органическое стекло (п =1,5), свинцовое стекло (и = 1,5), вода (п = 1,33).

Схема газового порогового черепковского счётчика на 70Гэв ускорителя Института физики высоких энергий (СССР). Черепковский свет собирается на катод ФЭУ с помощью оптической системы, состоящей из плоского зеркала и кварцевой линзы.

Ч. с. получили широкое применение в экспериментах на ускорителях заряженных частиц, т. к. они позволяют выделять частицы, скорость к-рых заключена в определённом интервале. С ростом энергии ускорителей и, следовательно, с ростом энергии частиц особенно широкое применение получили газовые Ч. с., обладающие способностью выделять частицы ультрарелятивистских энергий, для к-рых (1 - b)<<1· Угол излучения в в газе очень мал, мала и интенсивность излучения на единицу пути. Чтобы получить вспышку света, достаточную для регистрации, приходится увеличивать длину газовых Ч. с. до 10 л и более. В газовых Ч. с. можно плавно менять показатель преломления, изменяя давление рабочего газа.

Ч. с. существуют 3 типов: пороговые, дифференциальные и счётчики полного поглощения. Основными характеристиками первых 2 типов Ч. с. являются эффективность регистрации и разрешающая способность по скорости частиц, т. е. способность счётчика разделять две частицы, двигающиеся с близкими скоростями. Пороговый Ч. с. должен регистрировать все частицы со скоростями, большими нек-рой (пороговой), лоэтому оптич. система такого Ч. с. (комбинация линз и зеркал) должна собрать, по возможности, весь излучённый свет на катод ФЭУ. Дифференциальные Ч. с. регистрируют частицы, движущиеся в нек-ром интервале скоростей от v1 до v2. В традиционных дифференциальных Ч. с. это достигается выделением оптич. системой света, излучаемого в интервале соответствующих углов от V1 до V2. Линза или сферич. зеркало, помещённое на пути черенковского света, фокусирует свет, излучённый под углом V, в кольцо с радиусом R = fV, (4) где f - фокусное расстояние линзы или зеркала. Если в фокусе системы поместить щелевую кольцевую диафрагму, а за диафрагмой один или неск. ФЭУ, то в такой системе свет будет зарегистрирован только для частиц, излучающих свет в определённом интервале углов. В дифференциальных Ч. с. с прецизионной оптич. системой можно выделить частицы, скорость к-рых отличается всего на 10-6 от скорости др. частиц. Такие Ч. с. требуют особого контроля давления газа и формирования параллельного пучка частиц.

Ч. с. полного поглощения предназначены для регистрации и спектрометрии электронов и гамма-квантов. В отличие от рассмотренных Ч. с., где частица теряла в радиаторе ничтожно малую долю энергии, Ч. с. полного поглощения содержит блок радиаторов большой толщины, в к-ром электрон или гамма-квант образует электронно-фотонную лавину и теряет всю или большую часть своей энергии. Как правило, радиаторы в этом случае изготавливают из стекла с большим содержанием свинца. В радиаторе из такого стекла, например толщиной 40 см, может практически полностью тормозиться электрон с энергией до 10 Гэв. Количество света, излучаемого в Ч. с. полного поглощения, пропорционально энергии первичного электрона или гамма-кванта. Разрешающая способность &E Ч. с. полного поглощения (по энергии) зависит от энергии и для самых чувствительных ФЭУ может быть выражена формулой:

где "E - энергия электрона в Гэв.

Лит.: Джелли Д ж., Черенковское излучение и его применения, пер. с англ., M., 1960; Зрелое В. П., Излучение Вавилова - Черенкова и его применение в физике высоких энергий, ч. 1 - 2, M., 1968. В. С. Кафтанов.




Смотреть больше слов в «Большой советской энциклопедии»

ЧЕРЕНОК →← ЧЕРЕНКОВАНИЕ

Смотреть что такое ЧЕРЕНКОВСКИЙ СЧЁТЧИК в других словарях:

ЧЕРЕНКОВСКИЙ СЧЁТЧИК

        прибор для регистрации заряженных частиц и γ-квантов, в котором используется Черенкова-Вавилова излучение. Если заряженная частица движется в с... смотреть

ЧЕРЕНКОВСКИЙ СЧЁТЧИК

детектор для регистрации заряж. ч-ц, в к-ром используется Черенкова Вавилова излучение. При движении заряж. ч-цы в среде со скоростью v, превыш... смотреть

ЧЕРЕНКОВСКИЙ СЧЁТЧИК

1) Орфографическая запись слова: черенковский счётчик2) Ударение в слове: черенк`овский счётчик3) Деление слова на слоги (перенос слова): черенковский ... смотреть

ЧЕРЕНКОВСКИЙ СЧЁТЧИК

Ударение в слове: черенк`овский счётчикУдарение падает на букву: оБезударные гласные в слове: черенк`овский счётчик

ЧЕРЕНКОВСКИЙ СЧЁТЧИК

детектор для регистрации заряж. частиц, испускающих Черенкова - Вавилова излучение (к-рое преобразуется в электрич. сигнал с помощью фотоэлектронного у... смотреть

ЧЕРЕНКОВСКИЙ СЧЁТЧИК

яд. физ. contatore di àerenkov

ЧЕРЕНКОВСКИЙ СЧЁТЧИК

Начальная форма - Черенковский счётчик, единственное число, именительный падеж, мужской род, одушевленное

ЧЕРЕНКОВСКИЙ СЧЁТЧИК

черенк'овский счётчик

T: 61