Részecskedetektor , elemi részecskedetektor , ionizáló sugárzás detektor a kísérleti részecskefizikában – olyan eszköz, amelyet nagy energiájú atomi és szubatomi részecskék, például kozmikus sugarak vagy nukleáris bomlás során vagy gyorsítókban keletkező részecskék paramétereinek kimutatására és mérésére terveztek .
Elavult
Sugárvédelmi érzékelők
Magfizikai és elemi részecskefizikai detektorok
Az elemi részecskefizikában a "detektor" fogalma nemcsak a részecskék érzékelésére szolgáló különféle típusú érzékelőkre vonatkozik, hanem az ezek alapján létrehozott nagy létesítményekre is, amelyek magukban foglalják a teljesítményük fenntartását szolgáló infrastruktúrát (kriogén rendszerek, légkondicionáló rendszerek, tápegységek). ), elektronika leolvasáshoz és elsődleges adatfeldolgozáshoz, segédrendszerek (például szupravezető mágnestekercsek a berendezésen belüli mágneses tér létrehozásához). Az ilyen létesítményeket általában nagy nemzetközi csoportok készítik.
Mivel egy nagy létesítmény felépítése jelentős anyagi és emberi erőfeszítést igényel, a legtöbb esetben nem egy konkrét feladatra, hanem különböző mérések egész sorára használják. A gyorsítón végzett kísérletekhez a modern detektorral szemben támasztott fő követelmények a következők:
Speciális problémák esetén további követelmények is szükségesek lehetnek, például a CP-sértést B-mezonrendszerben mérő kísérleteknél fontos szerepet játszik a nyaláb kölcsönhatási tartományában a koordináta felbontás.
E feltételek teljesítésének szükségessége egy tipikus mai univerzális többrétegű detektorhoz vezet. Az angol nyelvű szakirodalomban egy ilyen sémát általában hagymaszerű szerkezettel hasonlítanak össze. A középponttól (nyaláb kölcsönhatási tartomány) a perifériáig az ütköző sugárgyorsító tipikus detektora a következő rendszerekből áll:
A nyomkövető rendszert úgy tervezték, hogy rögzítse a töltött részecske áthaladásának pályáját: a kölcsönhatási régió koordinátáit, az indulási szögeket. A legtöbb detektorban a nyomkövető rendszer mágneses mezőbe van helyezve, ami a töltött részecskék pályáinak görbületéhez vezet, és lehetővé teszi lendületük és töltésjelük meghatározását.
A pályarendszer általában gázionizációs detektorokon vagy félvezető szilíciumdetektorokon alapul.
Az azonosító rendszer lehetővé teszi a különböző típusú töltött részecskék egymástól való elkülönítését. Az azonosító rendszerek működési elve leggyakrabban abból áll, hogy a részecske sebességét háromféle módon mérik:
Ez a pályarendszerben lévő részecske impulzusmérésével együtt információt ad a részecske tömegéről, következésképpen a részecske típusáról.
A kalorimétert úgy tervezték, hogy mérje a részecskék energiáját azok teljes abszorpciójával. Ez az egyetlen módja a fotonok észlelésének (mivel nincsenek feltöltve, ezért nem hagynak nyomot a nyomkövető rendszerben). A fotonok és elektronok elektromágneses záporokat képeznek az anyagban, és így teljesen elnyelődnek. A felszabaduló energia mérhető vagy a szcintillációs fény felvillanásának nagyságával (szcintillációs kaloriméter), vagy a záporszemcsék számlálásával (mintavevő kaloriméter).
A müonrendszer az azonosító rendszerhez köthető, de technikailag külön van megvalósítva a detektor külső részében. Leggyakrabban a vasba van beépítve, amely lezárja a sínrendszer mágneses fluxusát. A müonrendszer lehetővé teszi a müonok szétválasztását azáltal, hogy képesek nagy távolságokat megtenni az anyagban abszorpció nélkül (ez annak a következménye, hogy a müon nem tapasztal nukleáris kölcsönhatást ).
Az elemi részecskedetektorokat a tudományos kísérletek mellett alkalmazott feladatokban is alkalmazzák - az orvostudományban (alacsony sugárdózisú röntgengépek, tomográfok , sugárterápia ), az anyagtudományban ( defektoszkópia ), az utasok repülés előtti szűrésére , ill. poggyász a repülőtereken.