Способ определения пространственного распределения плотности энерговыделений в мишенях

Способ определения пространственного распределения плотности энерговыделений в мишенях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области ускорительной техники и может применяться для определанпч параметров импульсных пучков заряженных частиц. Целью изобретения является расширение диапазона измерений. Поставленная цель достигается тем, что между сегментами секционированной мишени помещают датчики, выполненные из фольги с удельной теплотой плавлешм несколько меньшей, чем максимальные ионизационные энергопотери в веществе фольги, мишень подвергается двукратному облучению пучком частиц,.измеряют заряды после первого облучения и после второго облучения, По соотношению зарядов определяют распределение плотности энерговьщелений в веществе мишеней.Способ позволяет ) определять параме.тры пучков с интенсивностями свьшхе 5-10 частиц, по энергиям свыше 70 ГэВ, в том числе и для пучка, размер которого менее 1 мм. 1 ил. (Л со со 00 О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (!1) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

I \

В

° «а

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4094621/24-25 (22) 14.07.86 (46) 07.05 .88, Бюл . Н - 17 (72) В.П. Новиков, Е.В. Серга и А.В. Харламов (53) 621.384.634(088.8) (56) Gollen P.Х., Nove G. at al..

Energi deposition in thich targets

by high energy protons N. Avsdralom.

Nucl. Хпз1г. and Neth, v . 131 (1975)9

235.

Keasuriments of the energy deposition of 200 and 400 Gev/c protons in aluminium and copper. P. Sievers

CERN/SPS/АВТ/77-1. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ

ЭНЕРГОВЦ1 ЕЛЕНИЙ В МИШЕНЯХ (57) Изобретение относится к области ускорительной техники и может приме(дп G 01 Т 1/29, Н 05 Н 7/00 няться для определения параметров импульсных пучков заряженных частиц.

Целью изобретения является расширение диапазона измерений. Поставленная цель достигается тем, что между сегментами секционированной мишени помещают датчики, выполненные из фольги с удельной теплотой плавления несколько меньшей, чем максимальные ионизационные энергопотери в веществе фольги, мишень подвергается двукратному облучению пучком частиц, .измеряют заряды после первого облучения и после второго облучения. По соотношению зарядов определяют распределение плотности энерговыделений в веществе мишеней. Способ позволяет определять параметры пучков с инФ тенсивностями свыше 5 10 частиц, но энергиям свыше 70 ГэВ, в том числе и для пучка, размер которого менее

1мм, 1 ил.

1394186

Изобретение относится к ускориельнай технике и может быть приме0 ено для определения параметров импульсных пучков заряженных частиц.

Целью изобретения является расширение диапазона измерений.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Так как время образования заряда 10 на фольге — это время облучения мишени, не превьппающее 5 мкс, а время образования расплавленного отверстия

1свьппе 10 мкс, то образующийся на фольгах заряд пропорционален полно- 5 му числу частиц, прошедших через, фольгу. Процесс образования отвер, стий в фольге существенного влия, ния на величину заряда фольги не оказывает. За время между первым и 20 ,, повторным облучениями (8,8 c) заряд, фольги полностью стекает на землю че< рез входные цепи измерительного при< бора. При повторном облучении часть частиц проходит через праплавленное в фольге отверстие, не участвуя в образовании на фольге заряда, а соотношение зарядов зависит ат размеров отверстия, что и позволяет определить плотность энерговыделения пучка. 30

Целью изобретения является расширение диапазона измерений.

На чертеже представлена схема реализации предлагаемого способа.

На схеме показаны пучок 1 первичных частиц, фольги 2, изоляторы 3, мишень 4, сегменты 5 мишени, измерительный прибор 6 и устройство 7 ввода-вывода.

Способ осуществляют следующим образом.

Устройство ввода-вывода 7 вводит секционированную мишень 4 с электрически изолированными фольгами 2 на два облучения в пучок 1 са стабильными параметрами, а затем выво— дит ее из пучка 1. При помощи преобразователя типа заряд — код измерительного прибора 6 измеряют электрические заряды, образующиеся на фольгах 2 при первом и при втором сбросах.

Плотность энерговыделений в максимуме радиального распределения превьппает удельную теплоту плавления материала фольг 2, эта приводит к образованию расплавленных зан, размеры которых соответствуют ширине радиального распределения на уровне теплоты (Z) п2 б(Е) = (— )

2 О„(Е) (2) где q — удельная теплота плавле<)л ния материала фольги;

Ц<(Z) — заряд на фольге от первого сброса; (Z) — заряд на фольге от второго сброса.

По набору радиальных распределений для различных Е восстанавливается и.прадольное распределение плотности энергавыделений. Энерговыделение в фольгах преобразуют в энерговыделения для мишени из произвольного материала:

q ì(

К

1 ръ 2рь Ам где К вЂ” нормировочный коэффициент;

q(r,Z) — трехмерное распределение энерговыделений;

r.,Z — координаты; — плотность;

Z — заряд ядра;

А — атомный номер;

N — для мишени;

Pb — для свинца.

В более общем случае, когда фар— ма радиального распределения неиз(4) плавления. При практически адиабатическам нагреве возникают напряжения, приводящие к удалению с аси пучка 1 расплавленного вещества и образованию в фольге 2 отверстия. При втором сбросе часть пучка 1, проходящая через отверстия, заряда на фольге 2 не образует, и эта фиксируется измерительным прибором 6.

Пример. Измерения проводят для пучка протонов энергией 70 ГэВ, < Þ интенсивностью 5 10 протонов/сброс, поперечными размерами 3-4 мм, време", нем сброса 5 10 с и мишеней из любого материала с фопьгами из свинца.

При аппроксимации радиального распределения плотности энерговыделений Гауссом его амплитуду q (Е) и ширину G (Z) для фольги, расположенной на продольной координате Z, определяют как

9418б

Формула из обретения

Способ определения пространственного распределения плотности энер5 говыделений в мишенях, включающий расположение датчиков между сегментами в секционированных мишенях и последующее облучение их пучком заряженных частиц, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения . диапазона измерений, между сегментами секционированной мишени"помещают датчики, выполненные из фольг с удельной теплотой плавления, меньшей мак-.

15 симальных ионизационных энергопотерь в веществе фольги, мишень подвергают двухкратному облучению пучком частиц, измеряют заряды при первом и втором облучении и по соотношению

20 измеренных зарядов определяют пространственное распределение плотности энерговыделения.

13 вестна, проводится серия измерений для различной интенсивности первичного пучка частиц и функция распрецеления табулируется. Для повышения точности определения энергопотерь мишень разбирают и измеряют диаметры образовавшихся отверстий, из чего и определяют распределение энергопотерь .

Таким образом, изобретение дает

Возможность расширить область измерения распределения плотности энерговыделений в мишенях по интенсив1% ности свыше 5 ° 10 частиц, по энергиям свыше 70 ГэВ и для размеров пучка менее 1 мм, так как энерговыделения определяются по непосредственно" му воздействию (плавлению) пучка на фольги, что имеет место в широком диапазоне энергии.

Составитель А. Шахбазов

Техред М.Дидык Корректор А. 06ручар

Редактор А. Ворович

Заказ 2219/44 Тираж 522 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4