Детектор переходного излучения

Переходное излучение, возникающее при пересечении частицей границы раздела  двух сред. Величина угла на рисунке сильно преувеличена.

    Этот детектор регистрирует заряженные частицы большой энергии по, так называемому, переходному излучению, испускаемому ими при пересечении (переходе) границы раздела сред с различными диэлектрическими проницаемостями (т. е. здесь излучает сама частица, а не среда).
    Интенсивность переходного излучения пропорциональна квадрату заряда частицы и (при больших энергиях) её релятивистскому фактору γ = [1 - (v/c)²]^-1/2, т. е. интенсивность переходного излучения высокоэнергичной частицы пропорциональна её энергии Е = mc²γ.  Основная часть переходного излучения расположена в рентгеновском диапазоне частот. Излучение сосредоточено внутри конуса с углом θ = 1/γ относительно направления движения частицы. Эти свойства переходного излучения позволяют использовать его для определения массы и заряда частиц при очень больших энергиях (>100 ГэВ), когда другие методы неприменимы или недостаточно эффективны. При одной и той же энергии легкие частицы, у которых релятивистский фактор велик, производят гораздо более интенсивное переходное излучение, чем тяжелые, имеющие относительно малый релятивистский фактор. Большая разница в массах позволяет, например, различать электроны от пионов в диапазоне энергий от 0.5 ГэВ до 200 ГэВ.
    Так как вероятность испускания фотона переходного излучения при однократном пересечении границы сред мала (1/100), то используют слоистые или пористые радиаторы с низким атомным номером* и большим числом границ раздела (до нескольких сот). Для регистрации переходного излучения чаще всего используют пропорциональные и дрейфовые камеры, а также сцинтилляционные и полупроводниковые детекторы. Идентификация частиц основана на различии в ионизации, которую производят, например в пропорциональной камере, первичный адрон и суммарной ионизацией производимой переходным излучением и первичным электроном.

* Основным фоном для переходного излучения является тормозное излучение. Это и обусловило использование в радиаторах переходного излучения материалов с малым Z.

24.04.2014