ОДНОКООРДИНАТНЫЙ ДЕТЕКТОР РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ.

Дроздецкий Алексей Алексaндрович

Научные руководители: Дружинин Влaдимир Прокопьевич, к.ф.-м.н., с.н.с. ИЯФ СО РАН, лaб.3-1, Дубровин Михaил Сергеевич, к.ф.-м.н., с.н.с. ИЯФ СО РАН, лaб.3-1

ИЯФ им.Г.И.Будкера СО РАН, Новосибирский Государственный Университет,

г. Новосибирск, Россия.

В Институте Ядерной Физики им. Г.И. Будкера на накопительном комплексе ВЭПП-3 и на коллайдере ВЭПП-4 проводятся дифракционные эксперименты на пучке СИ с энергией \gamma-квантов от 6 до 30кэВ.

С 1994 года в ИЯФ ведутся работы по созданию быстрого, однокоординатного проволочного газонаполненного детектора рентгеновского излучения, предназначенного для подобных экспериментов. Результаты тестов одного из первых детекторов (ОД3), разработанных в Институте были представлены в трудах конференции SRI—95[1]. Основные характеристики этого детектора: частота регистрации до 10^7фот./с; интервал углов регистрации от 0^o до 30^o; отсутствие параллакса; изменяемое фокусное расстояние от 40см до бесконечности; точность определения координаты фотона в поперечном к пучку направлении ~100мкм; возможность работы в режиме “кино”. На данный момент детекторы типа ОД3 успешно работают в Японии: KEK-PF, SPRING-8 и в ИЯФ на ВЭПП-3.

Среди изучаемых объектов существует класс образцов, дающих дифракционную картину, однородную по азимутальному углу и имеющую особенности при малых углах рассеяния \gamma-квантов. Для таких образцов достаточно определять только полярный угол рассеяния фотонов. Для регистрации \gamma-квантов, рассеивающихся в исследуемом образце на малые углы, было предложено использовать простой детектор на основе цилиндрической дрейфовой камеры, работающей в пропорциональном или стримерном режиме [2,3].

Детектор представляет из себя цилиндр (катод) с натянутой по оси анодной проволочкой из NiCr диаметром 100мкм и удельным сопротивлением 2Ом/см. Схема дифракционного эксперимента и принцип действия детектора состоит в следующем: исследуемый образец облучают коллимированным монохроматичным пучком \gamma-квантов. Рассеянные образцом \gamma-кванты, попадая между анодной проволочкой и внутренним цилиндром, поглощаются в результате фотоэффекта; электроны полной ионизации дрейфуют к анодной проволочке, где в сильном электрическом поле развивается ``лавина’’. При наличии временной привязки к фазе обращения пучков в ускорителе, по времени дрейфа измеряется координата r точки конверсии \gamma-кванта. Координата z вдоль проволочки определяется методом деления заряда. Угол рассеяния \gamma-кванта определяется через r и z как: \theta=\arctan(r/z). Точность измерения величин r и z определяет угловое разрешение детектора. Экспериментально полученное угловое разрешение составляет 2%, что соответствует проектному разрешению [4]. Тесты детектора по космическим частицам, при работе с изотопом и на пучке СИ обнаружили несовершенство его конструкции: “рабочая область” детектора составила около 5% от проектируемой. Что можно объяснить влиянием металлической части крепления анода на глубину распространения краевых эффектов. Данное предположение было подтверждено расчетом распределения электрического потенциала и моделированием процесса регистрации в детекторе. Данный детектор после незначительного изменения конструкции может быть использован в дифракционных экспериментах, с требуемой точностью измерения не выше 1%, с использованием разработанного программного обеспечения и электроникой в стандарте КАМАК.

Для дифракционных экспериментов с регистрацией \gamma-квантов, рассеянных на большие углы ведется разработка широкоугольного детектора ОД120. Планируемый угол регистрации фотонов - более 100^o при разрешении порядка 10^{-3}рад. Для определения координаты \gamma-кванта планируется использовать метод наведенного на катодные полоски заряда.

1.V.M.Aulchenko, Yu.S.Velikzhanin, et al. Position Sensitive X-ray Detector OD-3, in Proceedings of the Synchrotron Radiation Instruments 1995 Conference, Argonne, Review of Scientific Instruments on CD—ROM.

2.А.Дроздецкий, Однокоординатный детектор рентгеновского излучения для малых углов ОД5. Материалы XXXVIII Международной Научной Студенческой Конференции “Студент и научно-технический прогресс” (физика, ч.2, стр. 17), 1999 г.

3.А.Дроздецкий, Однокоординатный детектор рентгеновского излучения для малых углов ОД5. Квалификационная работа на соискание степени бакалаврa, Кафедра Физики Элементарных Частиц, ФФ, Новосибирский Государственный Университет, 1999 г.