Приборы и техника эксперимента, 2019, № 1, стр. 137-138

МАЛОГАБАРИТНЫЙ ЛАБОРАТОРНЫЙ ГОДОСКОП ВТОРИЧНЫХ КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ

М. И. Савченко, Ю. В. Тубольцев, Е. М. Хилькевич, А. А. Богданов, А. В. Нестеренок

Поступила в редакцию 31.05.2018
После доработки 13.06.2018
Принята к публикации 15.06.2018

Полный текст (PDF)

Для мониторинга атмосферных и гелиосферных процессов используют координатно-трековые широкоапертурные мюонные годоскопы большой площади (>10 м2). Они обладают высоким угловым разрешением и способны в реальном времени регистрировать изменения потока мюонов [1].

Для развития экспериментальных методов мюонной диагностики и изучения потоков вторичных космических частиц в ФТИ им. А.Ф. Иоффе создан малогабаритный лабораторный годоскоп (рис. 1). Он состоит из двух идентичных детекторных блоков, блока электроники и компьютера.

Рис. 1.

Внешний вид годоскопа. 1 – блок электроники; 2 – верхний детекторный блок; 3 – нижний детекторный блок.

Детекторные блоки размещаются один над другим. Сигналы с каждого из детекторов передаются в блок электроники.

Каждый детекторный блок собран в стальном корпусе с наружными размерами 310 × 395 × 125 мм. Детекторная часть годоскопа представляет собой два ряда счетчиков Гейгера СБМ-19, по 12 в каждом ряду. Расстояние между осями соседних детекторов в блоке выставлено равным 22 ± 0.1 мм. Детекторы расположены так, что их оси параллельны. Совпадение сигналов с различных детекторов верхнего и нижнего ряда дает возможность регистрировать частицы космических лучей и угол их прихода в плоскости, перпендикулярной оси детекторов.

Возможны несколько вариантов событий: а) частица вызывает сигнал в двух детекторах разных рядов – это полезный сигнал; б) частица приходит под больши́м углом и вызывает сигнал более чем в двух детекторах – принципиально это тоже полезный сигнал, и из него можно восстановить путь прилета частицы, в) частица детектируется только одним счетчиком Гейгера – это бесполезный сигнал или событие фона.

Блок электроники содержит регулируемый в диапазоне от 0 до 500 В источник высокого напряжения питания детекторов. При работе с телескопом нами устанавливалось рабочее напряжение 350 В. При этом наблюдалась штатная работа всех 24-х детекторов – равномерный счет фоновых импульсов и полезного сигнала. Задачу регистрации и отбора сигналов с 24-х детекторов, а также накопления и передачу данных на компьютер осуществляет блок электроники. Отбор сигналов выполняется по их совпадению в программно-установленном временном окне (~10 мкс). При этом число случайных двойных совпадений пренебрежимо мало по сравнению с полезным сигналом (менее 1%).

Созданный годоскоп позволяет измерять зависимости интенсивности вторичных космических лучей от угла их прихода. Использование свинцового экрана дает возможность отделять мюонную составляющую космических лучей от электронной. Геометрические характеристики прибора легко меняются изменением расстояния между детекторными блоками.

При минимальном расстоянии (130 мм) прибор имеет следующие характеристики:

• геометрический фактор для вертикального потока 24 см2 · ср;

• геометрический фактор по всему растру чувствительности 210 см2 · ср;

• ширина диаграммы чувствительности по узкой стороне на половине высоты для вертикального потока 8°;

• полный растр чувствительности ± 60°.

Прибору свойственны компактность, простота конструкции и дешевизна.

Список литературы

  1. Ампилогов Н.В. // Краткие сообщения по физике ФИАН. 2010. № 7. С. 43.

Дополнительные материалы отсутствуют.