Ионизационный датчик интенсивности положения пучков заряженных частиц

Ионизационный датчик интенсивности положения пучков заряженных частиц

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик. Социалнстических

Респубпик

714545

1)М КД2

Н 01 У 39/2б

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

3) УДК б 21 . 384. б (088.8) / (72) Авторы изобретения

М.A.Âîåâîäèí, А.Д,Коваленко и A.A.Ëàðèí

Объединенный институт ядерных исследов аний (71) Заявитель (54) ИОНИЗАЦИОННЫЙ ДАТЧИК ИНТЕ НС ИВ НОС TH

ПОЛОЖЕНИЯ ПУЧКОВ ЭАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано при разработке устройств для измерения параметров пучков заряженных частиц в широком диапазоне инте ксив ностей и энергий.

Известно устройство т(ля наблюдения за размерами и положением пучка заряженных частиц (протонов ), ос нованное на регистрации вторичных частиц (элек тронов ), образов авшихся в результате ионизации атомов остаточного газа в ионопроводе движущимся пучком, состоящее из системй плоских электродов, создающих электричес- 15 кое поле, перпендикулярное направлению движения пучка. Один из электродов является коллектором вторичных частиц и выполнен в виде стеклянной пластины, покрытой слоем фосфора (1). 2О

По размерам и положению светящегосяпятна, получающегося в результате бомбардировки фосфора ускоренными до энергии порядка 15 кэВ вторичными электронами, можно судить о размерах и положении первичного .пучка.

Известно также устройство, состоящее из системы потенциальных и заземленных электродов и коллектора,(2) ЗО

Недостатксм всех известных измерительных устройств этого типа, ограничивающим их применение измерениями на пучках сравнительно больших энергий, является наличие поперечного, азимутального неоднородного, электрического поля достаточно большой величины (1КВ), необходимого для правильной работы устройства.

Это поле сообщает пучку поперечную составляющую скорости и может вызвать недопустимые поперечные отклонения измеряемого пучка. Таким образом, известные устройства, являясь прозрачными, тем не менее оказы" вают нежелательное воздействие на объект измерения.

Цель предлагаемого изобретения уменьшение влияния устройства на объект измерения, расширение области,применения в сторону низкоэнергетичных пучков и измерение положения пучка.

Для этого электроды выполнены азимутально-симметричными, например, цилиндрическими, расположены концентрично с пучком и образуют периодическую структуру из потенциальных и заземленных элементов (электродов ), Кроме того, электроды, являющиеся

714545

Формула изобретения

1. Ионизационный датчик интенсив " ностй положения пучков заряженных ч."астиц, состоящий из системы потен" йальных и заземленных электродов и коллектора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения влияния устройства на объект измерения и расширения области применения в сторо. ну низкоэнергетичных пучков, электроды выполйены азимутально-симметричными, например, цилиндрическими, расположены концентрично с пучком . и образуют периодическую структуру

40 из потенциальных и заземленных элементов (электродов).

2. Датчик по п. 1, о т л и ч аю шийсятем, что, с целью измерения положения пучка, электроды, 45 являющиеся коллекторами, разделены на равные секторы, изолированные друг от друга.

3

;коллекторами, разделены на равные --бекторы, изолированные друг от друга.

На фиг. 1 изображена схема дат чйка=интенсивности положения пучков заряженных частиц, на котором: 1 .заземленные цилиндрические электроды; 2 - потенциальный электрод; 3световод, имеющий оптический контакт с потенциальным электродом и фо тоумножителем 4; 5 — движущийся" пу- час заряженных частиц б - корпус устройатв а, Потенциальны@, электрод в данном алччае является коллектором и изго :товлен из сцинтиллятора, поверхйость которого металлизирована.

Датчик работает следующим образом.

Пучок частиц, сталкиваясь при своем движении с атомами остаточного газа, имеющимися внутри корпуса 6, образует электронно-ионные Пары„ Ра« дйальйая составляющая аэимутально- симметричного электрического ноля, созданного между электродами 1 и 2, ускоряет вторичные частицы выбранно. го знака заряда, например, электро"" дЫ, в"направлении потенциального электрода 2. Вторичные частицы, погло знаясь коллектором, вызовут в нем жетовые вспышкй, которые посредством световода 3 передадутся на фотокатод фотоэлектронного умножителя (ФЭу} 4. На выходе ФЭу, такий образом будут появляться сигйалы, однознач но сэязанные с параметрами пучка.

После соответствукщей калибровки можно производить измерения. на фиг. 2 показана модификация датчика, позволякв ая проводить .измерение положения пучка в двух попе. рЕЧных направлениях. Этот датчик "отличается тем, что потенциальный электрод (коллектор) представляет собой цилиндр, разрезанный вдоль обраэук@их на четыре равных сектора электрически соединенных друг с другом",а- по световому потоку - изолиров анных, Каждая из частей коллектора 7 посредством отдельного свето. вода 8 соединена со своим ФЭУ 9.

Сравнивая сигналы -с- дйаметрально противоположным ФЭУ, можно измерять положейие пучка. При измерениях на пучках вйсокой интенсивности можно использовать непосредственное измерение заряда, образованного вторичными частицами на коллекторе. В этом случае коллектором является заземленный металлический электрод, подсоединенный к измерительной аппаратуре. Схема такого устройства показана на фиг, 3, 5 на .котором: 10 - потенциальные электроды, 11 -,коллектор, 12 - измерительный резистор.

Для увеличения чувствительности датчика можно использовать структу1 "ру из последовательно чередующихся нескольких групп потенциальных и заземленных электродов, Предлагаемый датчик обеспечивает измерение интенсивности и положения пучков заряженных частиц без вли1 яния на их поперечное смещение,начиная от весьма малых энергий. Минимальное значение энергии, с кото.-рого может быть использован предлагаемый датчик определяется порогом

2Ь ударной ионизаиии и составляет, например, для пучков протонов несколько десятков электронвольт (>50 эВ) .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. P.gorustra et al Proceedings

of the .6 Pgt Coof on High Energy

Accelerators, р, 374, 1967, 2,, Зинин Э.И. и др, Препринт

9 288, ИЯФ СО АН СССР, Новосибирск, 1969.

Рис. f

Фиг.2

/7у юг фиг. J

Составитель Е.Медв едев

Редактор Б. Павлов Техред Э.фанта Корректор В.Синицкая

Заказ 9305/54 Тираж 844 Подпис ное

ЧНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал НПП Патент, г,ужгород, ул. Проектная, 4