 Рис. 5.5. Зависимость энергии аннигиляционных фотонов от угла вылета при различных энергиях позитронов |
Рис. 5.5. Зависимость энергии аннигиляционных фотонов от угла вылета при различных энергиях позитронов |
 Рис.7.3. Энергетический спектр (вверху слева) и степень поляризации(справа) комптоновского гамма-пучка, формируемые с помощью коллиматора. Заштрихованная область означает ту часть спектра, которая вырезается коллиматором. |
Как видно из рис.7.3 гамма пучок получается в процессе обратного комптоновского
рассеянии лазерных фотонов на электронах накопителя. Оптимальный энергетический
спектр и степень поляризации комптоновского пучка, падающего на мишень, формируются
с помощью коллиматоров. При этом используется зависимость энергии комптоновского
излучения и степени поляризации от угла рассеяния, о которой говорилось выше.
Для монохроматизации пучка с высоким энергетическим разрешением
в эксперименте используется метод мечения фотонов по энергии. Электрон, испытавший
излучение фотона в процессе комптоновского рассеяния, отклоняется внутрь кольца
магнитом, как показано на рис. 7.1. По величине отклонения от орбиты, определяемой
потерей энергии и величиной магнитного поля, легко рассчитать энергию излученного
фотона:
 =
Ee - Ee', | (7.1) |
где Ee и Ee' - начальная и конечная энергия электрона, соответственно. Для реализации метода, очевидно, необходима быстродействующая система совпадений, которая позволит регистрировать продукты реакции на совпадение с рассеянными электронами.
 Рис. 7.4. Система мечения фотонов по энергии. 1 — вакуумный бокс, 2 — микростриповый кремниевый детектор, 3,4 — пластиковые счетчики. Расстояние от пучка до ближайшей, параллельной ему стенки - 1 см. |
 Рис. 7.5. Схема твердотельной поляризованной мишени из водорода и дейтерия. Для 5 см HD ее толщина составляет 720 mг/см2. Входное окно из каптона и майлара имеет толщину 50микрон. Рабочая температура — 0.5 К. Магнитное поле – 1 Тесла, время релаксации — 10 дней и 1 месяц для водорода и дейтерия, соответственно. |
Система
мечения фотонов по энергии на установке GRAAL представляет из себя детектор из
слоев пластика и кремниевого микрострипового детектора (см. рис. 7.4). Ее край
находится в непосредственной близости от пучка электронов, циркулирующего в накопителе.
Поэтому на время инжекции, когда пучок еще не установился в окончательное положение,
ее приходится отодвигать от пучка. В рабочем положении расстояние от стенки до
пучка составляет 1 см, что соответствует энергии фотонов (нижняя граница спектра)
500 и 800 МэВ для зеленой и ультрафиолетовой линии лазера, соответственно.
Для измерения интенсивности гамма — пучка, его положения и
спектра дополнительно используется ряд мониторов (см.рис.7.1). Спектрометр полного
поглощения (“спагетти” представляет собой трубку (стакан) из волоконных сцинтилляторов,
между которыми залит свинец. На задней стороне этого стакана установлены 4 фотоумножителя,
которые позволяют измерять центр тяжести (ось) пучка и полную загрузку. Для измерений
дозы пучка, прошедшего через мишень, дополнительно используются два тонких (5
мм) пластиковых счетчика, которые калибруются при малых загрузках пучка. Эффективность
таких счетчиков не превышает 1%, но в них практически отсутствуют наложения из-за
малой загрузки.
В настоящее время активно совершенствуются методы изготовления поляризованных мишеней. На установке GRAAL пока используются мишени из жидкого водорода и дейтерия, но поляризованные мишени уже прошли апробацию на разных установках, и вопрос их широкого применения уже назрел.
На установке ГРААЛЬ
используется детектор частиц с телесным углом, близким к 4
и детектор направления “вперед” (см.рис.7.6). Основная часть детектора представляет
собой шар из 480 кристаллов BGO толщиной в 21 радиационную длину, который обеспечивает
энергетическое разрешение 0.0244 E-0.47 (ГэВ). Для разделения нейтральных
и заряженных частиц между BGO и мишенью помещен пластиковый 
Е
детектор, состоящий из 32 полос пластика толщиной 5 мм, а также две цилиндрические
пропорциональные камеры, позволяющие находить вершину взаимодействия гамма квантов
с мишенью. В переднем направлении (при углах рассеяния менее 250) регистрация
частиц производится с помощью плоских пропорциональных камер, двух стен из пластиковых
сцинтилляторов площадью 9 м2 и электромагнитного калориметра из слоев
пластика и свинца . Задние углы (более 1550 ) перекрывает диск из двух
сегментов пластика и свинца. Таким образом, обеспечивается регистрация частиц
в полном телесном угле.
 Рис. 7.6. Детектор LAGRANGE установки GRAAL. 1 — пучок, 2- мишень, 3 — BGO — bal, l, 4 — цилиндрические пропорциональные камеры, 5 — пластиковые сцинтилляторы, 6 — двойная стена из пластиковых счетчиков, 7 — плоские пропорциональные камеры, 8 — ливневый калориметр |
| На главную сайта Dvoika.net |