Способ измерения энергии пучков заряженных частиц

Способ измерения энергии пучков заряженных частиц

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О Г1 И С А Н И Е <1!1УО4378

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Сок!а Соеетских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.06.78 (21) 2623170!18-25 (51) М.Кл. Н 01 1 39/00 с присоединением заявки— (23) Приоритет—

Государстеенный комитет по делан! изобретений и открытий (43) Опубликовано 23.01.82. Бюллетень ¹ 3 (53) УДК 621.384.6 (088.8) (45) Дата опубликования описания 23.01.82 (72) Автор изобретения

В. Н. Дронин

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕРГИИ ПУЧКОВ

ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

Q„,„= — К,„(E,U) U Q„

1;зобретсппе относ11тся к ускор». елькой

TcxIl».":е, носим,k!ественно к Tcx!!!f:<е и !мерения па s:!метров пучка заряжс»пых частиц в-,;соких э!гзргий. и зожет быть использова;о; ля измерения энергии пучков от электрон»!1х, поз»тронных и ионных ускорителей.

При использовании ускорителей измеряют энергию ускоренных частиц. Обычно эта задача решается с помощью магнитных каналов транспортировки ускоренного пучка.

Энерги!О электронов определяют по измеренному значению магнитного поля в канале транспортировки. Такие системы транспортнровк:1,для частиц высоких энергий дороги, сложны» громоздки.

Известен способ измерения энергии электронных пучков, основанный на зависимости коэффициента поглощения ускоренных частиц в мишени от их эпсргпп, заключающийся в измерс»»и заряда, поглощенного в ми пепи.

Основным недостатком этого способа измерения является необходимость в измерении полного заряда пучка и вычислении отношен!!я измеренных величии. Это обстоятельство не позволяет oc c,l„ccòâ»òü пзмерение с непосредственным отсчстом измеряемой величины, а для автоматизации зо

fi3.,Iåpcíf,é требуются сложные нормпрующпе устройства.

Цель!О изобретет!пя является 3 Ilpoklkckf»c пзмсренпй.

Поставленная цель достигается Tcм, чт0 созда!От внешний поток заряженных частиц, i".ëïpàcëåíIIûé ца мишень, пропорцпональ .й пропзвсдешпо полного заряда измеряемого пучка и управляющего напряжения, а энергию частиц определяют по величине управляющего напряжения в момент KQMпенсации заряда, поглощенного в мишени впс!!Iппх! потоком.

То есть внешний поток (Q„,) заряженных;астпц пропорционален произведению где К„, (E, U) — коэффициент пропорциональности, з",âlfñk!ùcé от споссба получения впсп: его потока и, в общем случае, являюи;пйся функ!,пей энергии измеряемого пучка

l l у » разл я ю1цего напряжения;

1,! — — энергия перви пlого п1 ч! а.

П-и компснса I«lf заряда. и,"глощснного в мпшепп внешним зарядом (Q„:: Qg„), э»сpl l!;i измеряем!.1х IBcTIIIL б,.дст фмнкцпей у»расли:QLIJcI0 напряжения

Создать внешний поток с псоохо7.П,:,.i.II характеристиками можно разлнч (ь(м(1 с;!Особами. Например, если для измерения энергии используется толстая мшпень (поэффициент поглощения (астиц в ii ишен; находится в пределах 0,1 — 0,9), то комг>сп— сирующий внешний поток можно создать заряженными частицами, образующимися в ионизационной камере при прохо:-кдении Ieрез нее измеряемого пучка. Известно, iiто заряд, собираемый на электродах ионизационной камеры, при напряжениях меньше напряжения насыщения прямо пропорционален полному числу частиц, производящих ионизацию, и разности потенциалов на электродах анан — — Кн»>. Qui где Кн,, — коэффициент пропорциональности, зависящий от рода газа, геометрических размеров и от энергии первичного пучка. Если мишень совместить с одним из собирающих электродов ионизационпой камеры и подать на мишень потенциал соответствующего знака, то можно скомпсш(ировать заряд, поглощенный в мишени, зарядом, собранным из иопизационного промежутка. При этом энергия измеряемых частиц будет функцией только величины потенциала, поданного на мишень.

Для тонких мишеней (коэффициент поглощения измеряемого пучка в мишени

< 0,1) внешний поток можно создать вторичными электронами, выбитыми ускоренными частицами из тонкой металлической фольги, расположенной на пути пучка (30 следовательно с мишенью.

Известно, что заряд втори-шых электронов, собранный собирающим элсктродо3: 3

ДВУ«Х ИЛИ МногофОЛЬГОВОЪ(ВТОРИ«ПIО-ЭМИС"!Iонных мониторах, при напряжении на электродах меньше папря5кения насыщения, прямо пропорционален полному числу частиц, проходящих через монитор, и разно.тп потенциалов (U) мс5кду эмиттиру!о(цим и собирающим электродом;

Q„—: j(".,(1U) U Q„, где К„,(Е, U) — коэффициент пропорциональности, в общем случае завпсящий от

-"" рг(и, разности потснциа,ip! мс>:." . э;(ск («7« н -3 A.О ITO!3C. 3 2 i(13 12 (3

=-миттсоа.

Если в ка (естзс собира!0(него электрода

; спо",ü3002òü мишень, то при измсре:ши э!!013Г! и пол ожителыlо Заряжсll((I>,х i 2ñòl! ., ».,> заряд ускоренных частиц, поглощенный в

>(!(шени, можно скомпенсировать вторичными электронами, выбитыми из 3.",!1(т Гпрую!

0 щей фольги. При этом энергия измсрягмсго

",,i«1I(2 будет только функцией поте:и(пала

110д2нного на мишень.

Таким образом, для осуп,сгтилспия измерений достаточно создать внешний поток !

5 одним из описанных способо.ii, сос,((((I«T(, мишень с пуль-органом, развязанным от

:(сточппка постоянного смещения и измерить напряжение смещения в мо»c:(т (0 (пенсации.

20 Точную зависимость между энергией и напряжением смещения трудно получить расчетным путем, поэтому устройство, реализующее предлагаемый способ измерения, необходимо калибровать. После калиб2о ровки шкала измерительного прибора градупрустся нспосредствен((о в единицах энергии.

Использование предлагаемого способа измерения энергии пучка электронов обесЗ0 пс:(иваст, по cp23!1=!I(I!0 с суп,сств,.кпцими способами, сокращение времени и упро:це-!!if(. измерений, а так ке повып.с !Пс точПОстн и упроlцснис автом 2! Нчсскl(х НЗмс !3с((ий.

Ф 0 Р х(3 1 2 и 3 О 0 Р с т с 11 I! и (n0coo . змсрспия энепгип пс«!Иов> заря40 ",: 11;!ых частиц, основанный на зависимости !

Ю>З(1>(РПЦ((сн-,а ПОГЛОЩСНИ51 У СКОРСНПЫХ Ч2СТПЦ i> КI И(1(С:111 OT IIX Эl(СР ГНИ, 321(л 10 .:;10(ЦИЙся в иза;cpol

Пс!1, отл и ч а ю щи и с я тем, !то, с пслью

45 3 и Оон,Опия измерений, 003;(2I ьч сшппй потаK заряженных частиц, на!(равлснный на .,(и(пснь, ппоп013п,:10112льнь(Й I!PQI(3(3P, спи(0 .. «, 1110(О 32P5I, I«1 измспЯсаlОГО п3 ll(2 l(пРавл5((ощ«гго 1!апряжепия, а эпсргi .þ (астпц

50 0 i (O е;(е:1 я (01 II O !3 07 I!ч П и (,. (I p 2 (3 .t ß (ОП «(. O П 2; ря::,еп(:я в момент компенса(ип заряда, ;.::(ЛО(ПС,!1;ОГО !3 X:(((3 Н:i, В>; П(i:!(М ПОТОК«3М, Редактор Т. Moposo(:a

Тип. Харак. фиа!. пред. «Патент»

Тс."; р с а И . 3 а с о.: (1 . (с Г «((>,сррс,г(ор (4. Осннонск«а,l

Зак((з (О(29 (а 1 (3 (00 T ("„" "(-;7 «,,НПО <Пояс!(» Госупарст((снно«-о кои.(тета СССР по *.-(с;((15(и:,обретений и о н(р(,(тнй

j j300о, Мосина. 2(>,-35, па((иск н н((б., >о 4 о