Разделение ионизации в электрическом поле

Разделение ионизации в электрическом поле Очевидный минус: очень маленькие сигналы

Электроны ионизации могут набрать достаточно энергии, чтобы начать разбивать (ионизовать) атомы

α – число электрон-ионных пар на единицу длины, называется коэффициентом Таунсенда Коэффициент усиления

γ – вероятность излучения фотона, второй коэффициент Таунсенда Чтобы γА было меньше 1 добавляют гасящие добавки, например CO 2 Без гасящих добавок ряд может расходится, что означает начало самостоятельного разряда Счетчик Гейгера

+ - сигнальные проволоки о - полевые проволоки дрейфовой камеры о - полевые проволоки пропорциональной камеры × - сигнальные проволоки пропорциональной камеры Схематично: - трек заряженной частицы … - электроны первичной ионизации

Фотоионизационная модель (PAI ) – частицы взаимодействуют с атомами через виртуальные фотоны, сечение взаимодействия можно представить в виде произведения числа виртуальных фотонов на сечение взаимодействия фотонов с атомами: -мезон -мезон 900 Мэ. В 50 Мэ. В = 66. 18 = 117. 5 Количество электронов на единицу длины трека для π-мезонов с энергией 50 и 900 Мэ. В

Электроны распределены вдоль трека частицы не равномерно, а порциями – кластерами. Число электронов в каждом кластере. Пик в Число кластеров на единицу длины районе 12 электронов связан с релаксационным трека для - мезонов с энергией 900 каскадом, при ионизации нижних оболочек Ar. Мэ. В.

Время дрейфа в зависимости от расстояния Распределение измеренных расстояний

Дрейф электронов в электрическом поле описывается уравнением Больцмана. Решение этого уравнения записывается в виде разложения по полиномам Лежандра: T. Holsten Phys. Rev. 70 (1946) 367 Уравнение на изотропную компоненту функции распределения – уравнение Хольстена: Е - электрическое поле, ε – энергия электронов, σel σin – упругое и неупругое сечение рассеяния на атомах газа Продольная диффузия электронов в Ar/CO 2(10%) Поле времен дрейфа (1 й слой). По оси Z – время дрейфа ионизации в мкс.

Основной сигнал наводится дрейфующими ионами. Его амплитуда определяется количеством образующихся ионов. Флуктуации ионизации описываются распределением Поля: М=4. 95· 105 N К· 10 -5 Распределение коэффициента газового Флуктуации газового усиления: усиления для кластера из 25 электронов.

Диффузия ~√r Кластер эффект ~1/r Шум электроники

Отклонение из-за многократного рассеяния Вклад многократного рассеяния в разрешение

70 µm 140 µm

2 -D STRIPS PADS

Энергетическое разрешение ~125 э. В

electronics SDD X-ray detector α-detectors collimator Cm-244 source shutter contact ring X-RAY SPECTRA OF MARS SOIL SAMPLES: L. Strüder, IEEE-Nucl. Sci. Symposium (Rome 2004) R. Rieder , MPI für Chemie, Mainz

SDD SATELLITE USE: XMM–NEWTON TYCHO SUPERNOVA REMNANTS: SEMICONDUCTOR DETECTORS L. Strüder, IEEE-Nucl. Sci. Symposium (Rome 2004)

70 µm X-RAY RADIOGRAPHY:

Что мы сегодня узнали? • Что такое дрейфовые камеры? • Какие процессы происходят в ДК? • Чем определяется разрешение ДК? • Как измеряют импульсы? • Для чего применяют детекторы частиц? Домашнее задание: Рассчитать точность измерения импульса (%) π-мезонов с энергией 380 Мэ. В в дрейфовой камере детектора КМД– 2?