Способ измерения поперечного распределения зарядов в пучках заряженных частиц

 

Изобретение относится к технической физике. Способ измерения поперечного распределения зарядов в пучках (П) заряженных частиц (Ч) реализован в устройстве. Образующиеся при ионизации исследуемым П 1 остаточного газа Ч 1, и 1г в извлекающем электрическом поле конденсатора 2 приобретает различную энергию в зависимости от места их возникновения. Проходя через формирукщую щель (ФЩ) 3, они образуют ленточный П, пространственное распределение Ч в котором соответствует распределению Ч в исследуемом П в направлении, перпендикулярном направлению извлечения, а распределение Ч по энергии соответствует распределению Ч в исследуемом П в направлении, параллельном направлению извлечения. В отсутствие отклоняющего электрического поля конденсатора 4 Ч 1, и 1 образуют на измерительных электродах коллектора 5 однокоординатное распределение, соответствующее распределению Ч в исследуемом П в направлении, перпендикулярном направлению извлечения (l , ,1). Постоянное электрическое поле конденсатора 4, перпендикулярное ФЩ 3, отклоняет Ч 1 и 1 на различные углы в зависимости от их энергии и на измерительных электродах коллектора 5 образуется двухмерное распределение и 1, и Ij , соответствующее распределению Ч в поперечном сечении исследуемого П. Изобретение повышает быстродействие способа и упрощает его реализацию . 1 з.п. ф-лы, 2 ил. ё С/ с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (5)) 4 Н 05 H 7/00, G 0) Т 1/29

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 3

К А ВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4140760/24-21 (22) 29.10.86 (46) 30.04.88. Бюл. 9 16 (72) В.А.Резвов и Л.И.Юдин (53) 621.384.6 (088.8) (56) Михайлов В.Г. и др. Высокочувствительный профилометр для тяжелонного синхротрона ° Труды IV Всесоюзного совещания по ускорителям заряженных частиц, Дубна, т. 1, 1985, с. 83.

Авторское свидетельство СССР

1(- 556697, кл. H 05 Н 7/00, 1969. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОПЕРЕЧНОГО

РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАРЯДОВ В ПУЧКАХ ЗАРЯЖЕНН11Х ЧАСТИЦ (57) Изобретение относится к технической физике. Способ измерения поперечного распределения зарядов в пучках (П) заряженных частиц (Ч) реализован в устройстве. Образующиеся при ионизации исследуемым П 1 остаточного газа Ч 1, и 1 в извлекающем электрическом поле конденсатора 2 приобретает различную энергию в зависимости от места их возникновения. Проходя через формирующую щепь (Ф111) 3, они образуют ленточный П, пространственное распределение Ч в котором соответствует распределению Ч в исследуемом П в направлении, перпендикулярном направлению извлечения, а распределение Ч по энергии соответствует распределению Ч в исследуемом П в направлении, параллельном направлению извлечения. В отсутствие отклоняющего электрического поля конденсатора 4 Ч 1> и 1> образуют на измерительных электродах коллектора 5 од— нокоординатное распределение, соот— ветствунщее распределению Ч в исследуемом П в направлении, перпендику1 лярном направлению извлечения (1,, 1.,) .

Постоянное электрическое поле конденсатора 4, перпендикулярное ФЦ 3, отклоняет Ч 1 и 1 на различные углы в зависимости от их энергии и на измерительных электродах коллектора 5 образуется двухмерное распределение ц

)! 1!

1, и 1, соответствующее распределению Ч в поперечном сечении исследуемого Л. Изобретение повышает быстродействие способа и упрощает его реализацию. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1392645

Изобретение относится к технической физике, в частности к ускорительной технике, и может быть использовано на ускорителях различных типов для контроля пространственных параметров пучка ускоренных частиц.

Цель изобретения — повышение быстродействия способа и упрощение его реализации. 10

На фиг.1 и 2 приведено схематическое изображение двух проекций устройства, реализующего данный способ измерения.

На фиг.1 и 2 представлены иссле- 15 дуемый пучок 1, конденсатор, формирующий извлекающее электрическое поле 2, формирующая пель 3, конденсатор 4, формирующий отклоняющее электрическое поле, измерительные электро- 20 ды матричного коллектора 5, 1, 1 образующиеся при ионизации частицы.

Способ осуществляют следующим образом.

Образующиеся при ионизации иссле- 25 дуемым пучком остаточного газа частицы 1, 1 в извлекающем электрическом поле конденсатора 2 приобретают различнув энергии в зависимости от места их возникновения. Проходя че- Зр рез *ормирувщув щель 3, они образуют ленточн )й пучок, пространственное распределение частиц в котором соответствует распределении частиц в исследуемом пучке в направлении, перпендикулярном направлению извлечения, а распределение частиц по энергии соответствует распределению частиц в исследуемом пучке в направлении, параллельном направлению извлечения. В 40 отсутствие отклоняющего электрического поля конденсатора 4 возникающие при ионизации частицы 1,, 1 образуют на измерительных электродах коллектора 5 однокоординатное распреде45 ление, соответствующее распределению частиц в исследуемом пучке в направлении, перпендикулярном направлению

f извлечения (1,, 1 ) . Постоянное электрическое поле конденсатора 4, пер50 пендикулярное к формирующей щели 3, отклоняет во3никавщие при ионизации частицы 1, 1 на различные углы в зависимости от их энергии, т. е. в за— висимости от места их возникновения.

Таким образом, на измерительных элек55 тродах матричного коллектора 5 образуется двухмерное распределение воз11 1! никавпих при ионизации частиц 1„, 1 соответствующее распределению частиц в поперечном сечении исследуемого пучка. Нелинейность отклонения

1 х.. — —, где < — угол от.клонения, Š— энергия частицы, может быть учтена, например, соответствующим размещением электродов матричного коллек— тора 5 либо при дальнейшей обработке информации средствами вычислительной техники.

Схема измерителя иллюстрирует принцип предлагаемого способа измерения и не содержит, в частности, источников питания и регистрирующей аппаратуры. В качестве матричного коллектора может быть применен электронно-оптический преобразователь с последующей регистрацией оптического изображения телевизионной техникой.

В этом случае на экране телевизионного монитора будет стационарное изображение поперечного распределения в исследуемом пучке. Пространственное разрешение предлагаемого способа зависит от напряженности извлекающего поля и размеров формирующей щели. При напряженности поля - 1 кв/см и поперечном размере щели 1 мм пространственное разрешение способа измерения поперечного распределения 1 мм х

1 мм. При характерных размерах

100 мм время формирования распределения образующихся при ионизации частиц на измерительных электродах матричного коллектора при извлечении ионов составляет - 50 нс, при извлечении электронов это время уменьшается до значения 2 — 5 нс.

Таким образом, в данном способе измерения поперечного распределения время формирования распределения возникающих при ионизации частиц на коллекторе ограничено лишь временем движения этих частиц от места возпикновения до коллектора, что позволяет обеспечить непрерывный контроль быстропеременных пучков с указанной временной задержкой. Кроме того, отсутствие высоковольтного генератора переменного напряжения существенно упрощает реализацию предлагаемого способа.

Формула изобретения

1. Способ измерения поперечного распределения зарядов в пучках заря1392645 женных частиц, основанный на ионизации остаточного газа исследуемым пуч— ком, согласно Которому частицы, образованные в процессе ионизации, извлекают электрическим полем, напряженность которого превышает напряженность собственного поля пучка, и регистрируют, а о распределении зарядов в исследуемом пучке по координате, перпендикулярной направлению извлечения, судят по распределению в этом направлении образованных при ионизации частиц, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения быстродействия способа и упрощения его реализации, образованные при ионизации частицы после извлечения формируют в ленточный пучок, поверхность которого перпендикулярна оси исследуемого пучка, и затем постоянным электрическим полем, перпендикулярным образующей поверхности ленточного пучка, его отклоняют на коорди— натно чувствительный коллектор, на

5 котором регистрируют двухмерное рас— пределение образованных при пониза— ции частиц, при этом толщину ленточного пучка формируют равной или меньшей необходимой величины пространственного разрешения, а напряженность отклоняющего поля и его протяженность выбирают в зависимости от напряженности извлекающего поля так, чтобы размеры распределения образованных при ионизации частиц на коллекторе по обоим направлениям измерения были одного масштаба.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а шийся тем, что формирование ленточного пучка осуществляют путем пропускания извлекаемых частиц через формирующую щель.

1392645 /б У

Юиг,2

Составитель Е.Громов

Техред И.Верес

Корректор В.Бутяга

Редактор А.Долинич

Заказ 1891/57 Тираж 832 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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