Устройство для измерения мгновенных энергетических спектров импульсных пучков заряженных частиц

Устройство для измерения мгновенных энергетических спектров импульсных пучков заряженных частиц

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МГНОВЕННЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СПЕКТРОВ ИМПУЛЬСНЫХ ПУЧКОВ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ, . содержащее электростатический энергоанализатор с отклоняющими пластинами и коллектором, соединенным с входом осциллографа, вход синхронизации которого подключен к одному из. выходов генератора синхронизирующих импульсов, другой выход которого подключен к уиравляющему входу генератора анодного напряжения источника заряженных частиц , отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции устройства, в него введены интегрирующая цепь и делитель напряжения , к средней точке которого подключен вход интегрирующей цепи, выход которой подключен к отклоняющим пластинам электростатического энергоанализатора,при этом делитель напряжения подключен к ю генератору анодного напряжения источ (Л ника заряженных частиц.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1 А1 (19) (11) (51)4 Н 05 Н 7 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3363908/18-21 (22) 15.12.81 (46) 23.03.87. Бюл. Р 11 (72) N.È. Демский и А.Н. Попов (53) 621.384.6(088.8) (56) Афанасьев В.П., Явор С.Я. Электростатические энергоанализаторы, заряженных частиц. M. "Наука", 1978.

Корнилов Е.А., Металлов О.А., Назаренко О.К. и др. Потери энергии электронов сварочного пучка в парогазовом канале, Физика и химия обработки материалов, 1975, Р 2, с. 20. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

МГНОВЕННЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СПЕКТРОВ ИМПУЛЬСНЫХ ПУЧКОВ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ, содержащее электростатический энергоанализатор с отклоняющими пластинами и коллектором, соединенным с входом осциллографа, вход синхронизации ко— торого подключен к одному из выходов генератора синхронизирующих импульсов, другой выход которого подключен к управляющему входу генератора анодного напряжения источника заряженных частнц, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции устройства, в него введены интегрирующая цепь и делитель напряжения; к средней точке которого подключен вход интегрирующей цепи, выход которой подключен к отклоняющим пластинам электростатического энергоанализатора,при этом делитель напряжения подключен к

Я генератору анодного напряжения источника заряженных частиц.

1053731

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано для измерения мгновенных энергетических спектров пучков заряженных частиц, формируемых импульсными источни- 5 ками, в том числе высоковольтными ускорителями.

Известно устройство для измерения энергетического спектра пучков заряженных частиц, содержащее электростатический энергоанализатор, отклоняющая пластина которого соединена с источником постоянного напряжения, а коллектор — с измерителем тока заряженных частиц; Для измерения энергетического спектра изменяют величину постоянного напряжения на отклоняющей пластине энергоанализатора и регистрируют ток попавших на коллектор заряженных частиц, энергия которых про1 порциональна величине отклоняющего напряжения.

Недостатками этого устройства являются большое время измерения спектра н значительная погрешность измерения, обусловленная временной нестабильностью амплитуды импульса аноднаго напряжения источника заряженных частиц.

Известно также устройство для измерения мгновенных энергетических спектров пучков заряженных частиц, содержащее электростатический энергоанализатор с отклоняющими пластинами и коллектором, соединенным с входом осциллографа, вход синхронизации которого подключен к одному из выходов генератора синхронизирующих импульсов, другой выход которого подключен щ к управляющему входу генератора анодного напряжения источника заряженных частиц.

На экране осциллографа в процессе измерения наблюдают искомый спектр.

Каждый момент времени развертки электронного осциллографа соответствует определенной величине отклоняющего напряжения, а следовательно, определенной энергии регистрирующих электронов, количество которых пропорциональпо амплитуде сигналов осциллографа в,цанный момент времени. Для измерения мгновенного спектра необходимо, чтобы длительность развертки отклоняющего напряжения энергоанализатора была значительно меньше длительности импульса пучка заряженных частиц.

Недостатком устройства является сложностБ, которая возрастает при использовании данного устройства в ускорительной технике для измерения спектров заряженных частиц с энергией в десятки и сотни килоэлектронвольт в импульсе длительностью единицы и доли микросекунд.

Цель изобретения — упрощение конструкции устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения мгновенных энергетических спектров пучков заряженных частиц, содержащее электростатический анализатор с отклоняющими пластинами и коллектором, соединенным с входом осциллографа, вход синхронизации которого подключен к одному из выходов генератора сиихронизирующих импульсов, другой выход которого подключен к управляющему входу генератора анодного напряжения источника заряженных частиц, введены интегрирующая цепь и делитель напряжения, к средней точке которого подключен вход интегрирующей (дифференцирующей) цепи, выход которой подключен к отклоняющим пластинам электростатического энергоанализатора, при этом делитель напряжения подключен к генератору анодного напряжения источника заряженных частиц.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 — осциллограммы напряжения.

Устройство состоит из электростатического энергоанализатора I типа цилинцрического дефлектора, коллек-.ор 2 которого соединен с двухлучевым осциллографом 3, а отклоняющая пластина 4 через интегрирующую цепочку 5 и делитель 6 соединена с генератором 7 анодного напряжения исследуемого источника 8 заряженных частиц и генератора 9 синхронизирующих импульсов. На фиг. 2 приняты следующие обозначения: импульс анодного напряжения 10, импульс напряжения на отклоняющей пластине энергоанализатора 11 сигнал, снимаемый с коллектора энергоанализатора 12.

Устройство работает следующим образом.

Интегрирующая цепочка 5 "завали1I вает плоскую вершину импульса анодного напряжения, уменьшенного по амплитуде, в результате чего отклоняющее напряжение энергоанализатора из1053731 щг2

Корректор Л. Патай

Редактор Е. Месропова .. Техред Н. Глущенко

Заказ 91)/3 Тираж 802

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 меняется относительно анодного напряжения исследуемого источника заряженных частиц.

- Скорость изменений отклоняющего напряжения и требуемая линейность за- 5 висит от параметров интегрирующей цепи-.-Положение участков импульса анодного напряжения, во время действия которых производится измерение спектра, выбирается путем изменения коэф- 10 фициента деления делителя анодного напряжения. Так как источник 8 заряженных частиц и энергоанализатор ) питаются от одного источника (генератора 7), то временные колебания его на-)5 пряжения не вносят ошибок в измерения и, следовательно, снижаются требования к линейности отклоняющего напряжения энергоанализатора.

Работоспособность описанного уст- >0 ройства была проверена при следующих конкретных параметрах источника электронов:

Диапазон изменения анодного напряжения .1-110 кВ

Длительность импульса анодного напряжения, 3 .мкс

Ток пучка в импульсе 3 А

Используемый энергоанализатор имел следующие основные характеристики:

Средний радиус поворота частиц 500 мм

Линейная дисперсия 230 мм о

Угол поворота частиц 90

Ширина мгновенного спектра, измеренная при помощи описанного устройства при параметрах интегрирующей цепи

R = 4 кОм и С„ = 100 пФ, составила

1-2Х от величины анодного напряжения исследуемого источника заряженных частиц. Этот результат хорошо согласуется с традиционными измерениями, проведенными при исйользовании источника постоянного напряжения, присоединенного к отклоняющей пластине энергоанализатора, Таким образом, в описанном устройстве отсутствует отдельный генератор пилообразных импульсов, что значительно. упрощает конструкцию. Повышение точности измерения в описанном устройстве достигается тем, что временные колебания анодного напряжения, вызванные нестабильностью источника питания, приводят к пропорциональному изменению отклоняющего напряжения.