Устройство для измерения интенсивности пучков заряженных частиц

Устройство для измерения интенсивности пучков заряженных частиц

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено03.11.75 (21) 2185792/25 с присоединением заявки № (23). Приоритет (43) Опубликовано 06. 09.77. Бюллетень №3 (45) Дата опубликования описания 26.10.77 (51) М. Кл.

Н 01 3 Э9/00

Н 05 Н 7/00

Государственный номитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УЛК531 787. .9 13.621.:Э84. .664 (088.8 ) (72) Авторы изобретения

В, И, Артемов, Ф. А. Пеев, В. К. Емельянов и В, М. Рыбин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ЙЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ

ПУЧКОВ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

Изобретение относится к ускорительной технике, а именно к устройствам для измес рения параметров импульсных пучков, заряженных частиц, и может быть использовано, например, для измерения интенсивности пучков электронов (позитронов), преимущественно в области от 10 частиц/мс до 10час9 тиц/мс, Известны устройства для измерения интенсивности импульсных пучков заряженных час-lQ тиц f 1), содержашие металлическую мишень со встроенными в нее пьезоэлектрическими преобразователями. Принцип действия таких устройств основан на эффекте возбуждения упругих колебаний в металле проходящим че-15 рез него пучком заряженыых част щ. Амплитуда сигнала, снимаемого с пьезопреобразователя, зависит от смещения пучка на мишени, что обуславливает погрешности измерения, чувствительность устройства мала, так 20 как используется лишь малая часть энергии упругих колебаний.

Известно устройство для измерения интенсивности пучков заряженных частиц (21, содержащее мишень со встроенным (пье- 25 зоэлектрическим преобразователем, причем мишень выполнена в виде прямоугольной металлической пластины. Удельная плотность энергии упругих колебаний зависит от места попадания пучка на пластину: по мере удаления области взаимодействия пучка а ппастп ной от пьезопреобразователя плОтиость вне в=гии уменьшается, что ведет к уменьшепецо соотношения сигнал/шум и, следовательно, к уменьшению чувствительности.

Цель изобретения - увеличение чувствительности устройства и уменьшение погрешности измерений.

Для этого мишень выполнена в форме эллипсообразной пластины, а пьезоэлектрический преобразователь расположен так, что центр его совпадает с одним из фокусов эллипса мишени.

На чертеже изображен общнй вцд устройства для измерения интенсивности пучков заряженных частиц.

Устройство представляет собой пласттпу

1, из материала, проводящего ультразвуковые колебания, выполненную в форме эллипса. Центр области 2 возможных смешений

533249

3 пучка совпадает с фокусом эллипса f,,à во втором фокусе Fg встроен пьезоэлектрический преобразователь 3. Пластина и пьезопреобразователь, акустически согласованы между собой. Ь

Работает устройство следующим образом, Пластину располагают перпендикулярно направлению пучка так, что пучок попадает в область 2. Пучок возбуждает s материале мишени упругие продольные напряжения.

Предположим, в точке Р, образовался точечный источник колебаний и к краям эллипса распространяется продольная волна.

Тогда(для такой волны, падающей на торцевую поверхность пластины, справедлив закон 1б отражения, по которому угол падения 8, равен углу отражения 6« . С другой стороны, поскольку эллипс представляет собой фигуру, для которой перпендикуляр к «асательной МТ, восстановленный иэ любой точки-И, делит угол 6»МРя пополам, то падающая в направлении F

29 (согласно фокальиому свойству эллипса), поэтому в точке Рй будет иметь место когерентное сложение волн. Точечный источник, помещенный в любую точку области 2, будет иметь свое иэображение в области пьезопреобразователя 3, Таким образом, выбрав диаметрЭ равным или больше диаметраР получим фокусировку возбужденной области в области пьезопреобраэова геля. Это обстоятельство и позволяет получить большее соотношение сигнал/шум, чем в известном устройстве, где энергия продольных колебаний собирается лишь в ограниченном азимуте углов. Как известно, при падении продольной волны на поверхность раздела твердое тело-воздух (или вакуум) часть энергии этой волны может трансформироваться в волну сдвига., Возбуждение . волны сдвига является паразитным эффектом, так как оно

ые регистрируется пьеэопреобразователем. 4>

Однако, можно показать, что, подобрав угол падения продольной волны меньше» /б получим коэффициент преобразования продольной волны в волну сдвига пренебрежимо малым, Уменьшение максимального угла падения дос тигается выбором отношения большой полуоси эллипса (o ) к малой (Ь ) близким к единице.

Преимушества устройства для измерения интенсивности пучков заряженных частиц по сравнению с известными состоят в следующем.

3а счет фокусировки продольных волн, распространяющихся в материале мишени, существенно увеличивается плотность энергии воли в области пьезопреобразователя, что обуславливает высокое соотношение сигнал/шум и, следовательно, большую чувствительность устройства, Эффект фокусировки повышает КПД устройства. При обеспечении попадания пучка в область возможных его смешений достигается независимость амплитуды сигнала с пьезопреобразователя от смешений, формы и размеров пучка, что уменьшает погрешности измерений интенсивности, Ь

К прочим достоинствам устройства относится его универсальность, т.е, возможность измерения интенсивностей импульсных пучков заряженных частиц в широком динамическом диапазоне, причем нижняя граница диапазона (10" частиц/мкс) определяется тепловымн шумами материала мишени, а верхняя граница не ограничена. Ввиду наличия временной задержки между моментом попадании пучка на мишень и моментом регистрации акустического сигнала, устройство защищено от высокочастотных помех.

Устройство достаточно просто в изготовленци и надежно в эксплуатации, Формула изобретения

Устройство для измерения интенсивности пучков заряженных частиц, содержащее мишень со встроенным в нее пьезоэлектрическим преобразователем, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью увеличения чувствительности устройства и уменьшения погрешности измерений, мишень выполнена в виде эллипсообразной пластины, а пьезоэлектрический преобразователь расположен так, что центр его соВпадает с одним из фокусов эллипса мишени.

Источники информации, принятыв во внимание при экспертизе:<

1.,Приборы и техника эксперимента".

1973, % 2, с. 44, 2. Известие АН СССР, 1972, т. 36, N 8, с. 1971.

533249

Составитель В. Рыжков

Редактор P. Киселева Тещэед M. Левицкая Корректор А. Власенко

Заказ 3311/43 Тираж 976 Подписное

UHHHfIH Государственного комитета Совета Мийистров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/б

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4