способ наблюдения треков заряженных частиц и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ наблюдения треков заряженных частиц с помощью конденсационной камеры, заполненной смесью газа и пара, и слоем рабочей смеси на охлаждаемой поверхности, заключающийся в том, что создают разность температур между источником пара и охлаждаемой поверхностью и вблизи нее наблюдают образующиеся треки заряженных частиц, отличающийся тем, что в объеме конденсационной камеры вдоль стенок с зазором устанавливают экран, вдоль него создают нелинейный вертикальный градиент температуры, а в качестве рабочей жидкости используют жидкость с добавками об.% из ряда: глицерин с водой (2 - 30), глицерин с бутиловым спиртом (4 - 40), гликоль с изоамиловым спиртом (3 - 30), глицерин с бутиловым спиртом (4 - 40), а также перечисленные выше смеси с добавками воды или ацетона (0,1 - 10).

2. Устройство для наблюдения треков заряженных частиц, содержащее конденсационную камеру, состоящую из замкнутого сосуда с крышкой, заполненного смесью газа и пара, с охлаждаемым дном, на котором размещен слой рабочей жидкости, отличающееся тем, что в объеме конденсационной камеры вдоль стенок с зазором установлен экран, снабженный нагревателями для создания на нем вертикального нелинейного градиента температуры, центральная часть дна сосуда выполнена в виде фокона, состоящего из световодов диаметром 10 мкм - 10 мм и приподнята над периферией на 5 - 40 мм, внутренняя поверхность экрана покрыта пористым материалом, смачивающимся рабочей жидкостью, слой которой занимает периферийную часть дна, причем, пористый материал одним концом размещен в рабочей жидкости, а крышка и стенки камеры размещены в оболочке, заполненной атмосферным воздухом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к ядерной физике и технике и может быть использовано при создании трековых детекторов заряженных частиц.

Известен способ наблюдения треков, заключающийся в том, что внутри сосуда, заполненного смесью газа и пара, создают вертикальный градиент температуры, вблизи нагреваемой крышки помещают источник пара, с поверхности которого пары диффундируют к охлаждаемому дну. В результате охлаждения пара вблизи дна образуется чувствительный слой, в котором возникают треки заряженных частиц, видимые при освещении.

К недостаткам способа относится неустойчивость чувствительного слоя при заполнении объема сосуда легкими газами и парами высокомолекулярных жидкостей.

Наиболее близким техническим решением является способ наблюдения треков заряженных частиц, осуществленный в конвенционной камере. Камера заполнена смесью газа и пара, и с целью создания конвекционных потоков между охлаждаемым дном и нагреваемыми стенками создают разность температур.

Целью изобретения является создание способа получения чувствительного слоя, который является устойчивым при использовании паров различных жидкостей в газах.

Способ отличается тем, что в объеме конденсационной камеры вдоль стенок с зазором устанавливают экран, вдоль которого создают нелинейный вертикальный градиент температуры. Это приводит к образованию в объеме камеры конвекционных токов, причем экран отделяют конвекционные токи, направленные снизу вверх от конвекционных токов, направленных сверху вниз. Градиент температуры по экрану устанавливают так, что если он увеличивается по направлению сверху вниз, то газ и пар движутся снизу вверх вблизи стенок и сверху вниз в основном объеме. Если градиент температуры устанавливают так, что он уменьшается по направлению сверху вниз, то конвекционные токи меняют направление на обратное: вблизи стен экрана смесь газа и пара движется сверху вниз, а в основном объеме - снизу вверх.

В качестве рабочей жидкости используют жидкость с добавками (об.%) из ряда: глицерин с водой 2-30; глицерин с бутиловым спиртом 4-40; гликоль с изоамиловым спиртом 3-30; глицерин с бутиловым спиртом 4-40, а также перечисленные выше смеси с добавкой воды или ацетона 0,1-10. Перечисленные смеси позволяют получить треки заряженных частиц в широком диапазоне температур дна, стенок и крышки конденсационной камеры (от комнатной температуры до 250^оС).

Для наблюдения треков заряженных частиц создано устройство, содержащее конденсационную камеру, состоящую из замкнутого сосуда с крышкой, заполненного смесью газа и пара, с охлаждаемым дном, на котором размещен слой рабочей жидкости, отличающееся тем, что в объеме конденсационной камеры вдоль стенок с зазором установлен экран, отделяющий конвекционные токи противоположных направлений. Экран снабжен нагревателями для создания по нему вертикального нелинейного градиента температуры. Внутренняя поверхность экрана покрыта пористым материалом, смачивающимся рабочей жидкостью, слой которой занимает периферийную часть дна. Пористый материал одним концом размещен в рабочей жидкости. Центральная часть сосуда выполнена в виде фокона, состоящего из световодов диаметром не менее 10 мкм из материала с большой теплопроводностью, чем периферия, и приподнята над ней на 5-40 мм. Крышка и стенки камеры размещены в оболочке, заполненной атмосферным воздухом.

На фиг.1а представлена конденсационная камера с охлажденным дном, а на фиг.1б - камера с нагреваемым дном, где показаны дно 1 камеры,стенки 2 камеры, экран 3, крышки 4 камеры, нагреватели 5, осветитель 6, пористый материал 7, смачиваемый рабочей жидкостью.