Электростатический спектрометр заряженных частиц

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И AB OPGtмОМУ СЬИДЕПЛЫЛьУ

Союз Советским

Социалистическим

Респтблим

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 21 VII.1969 (№ 1349984/26-25) с присоедииением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 30.XI.1971. Бюллет«1п ¹ 36. 1ПК Н 01j 39/34

G 01! 1,36

Номитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

" ДК 139.1.074.08:

:;4 .422.8(088 8) Дата опубликования описания 15.П1.1972

Авторы изобретения

В. Г. Коваленко, Р. А. Ковражкин, Э. Л. Леин, Б. В, Поленов, В. В. Темный и Б. И. Хаза; ов

3 аявитель и

ЭЛ ЕКТРОСТАТИ ЧЕСКИ Й СПЕКТРОМЕТР

ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

Изобретение относит«я к области регистрации заряженных частиц в космическом простр а нстве.

Известные конструкции спектрометров заряженных частиц включают в себя электростатические откло;1яющие системы, llcToчник питания и детектор заряженных частиц.

Для обеспечения высокой чувствительности аппаратуры используются цилиндрические отклоняющие конденсаторы с большой площадью входного окна или отклоняющие системы, выполненные в виде сфер.

В известных устройствах зазоры между пластинами отклоняющих конденсаторов имеют постоянную величину, а входные и выходные окна — равные площади. В результате этого порог чувствительности приборов по измеряемой плотности потока ограничен площадью входного окна детектора.

В случае же увеличения площади входного окна детектора и соответственно зазора между пластинами отклоняющего конденсатора возрастают габариты и вес устройства в целом. Это нежелательно при проведении исследований на космических аппаратах.

Цель предлагаемого изобретения — повышение чувствительности и одновременно расширение диапазона измерений плотностей потока заряженных частиц с помощью электростатистических спектрометров. Это происходит за счет применения отклоняющей системы, у которой площадь входного окна во много раз превышает площадь выходного окна.

Предлагаемый электростатический спектрометр заряженных частиц отличается от изгестных конструкций тем, что пластины отклоняющего конденсатора выполнены таким образом, что величина зазора между пласти10 нами конденсатора уменьшается с увеличением угла поворота частиц при постоянном отношении величины зазора к среднему радиусу поворота пучка частиц.

Предлагаемое устройство пред«тавлеио иа

15 1ертеже.

OHo cocToIIT из II I BcTIIII отl 70HIIIolljCI конденсатора, источника 2 питания и детектора 8.

20 Условие селекции заряженных частиц для отк,зоняющих ко1птсисаторов определясгся с ледуюии м соот.1ошением:

25 где Е,— средняя энергия анализируемых ча тпц; à — р азиость потенциалов на пластинах 1; q — заряд частицы; Я, — средний радиус поворота пучка частиц: д, — величина

30 зазора между пласп1нами.

286855 с,рл

С u « i T. Горчакова

Редактор Л. Калашиикова Теквед Л. Ьотданова К«ррек.ор Т. Гревцова

За каз 339,3 Изги ЛЪ 149 Тираж 473 Пози:.Icky«c

Ц!!ИИП11 Комитета по делам из«В!ветви«!! и отквытии Ipk; Совете Мkkи с ров СССР

Москва, кК-35, 1 ауп ск; 5! иа6., го 4 5

Типографии, пр. Сапуи«ва, 2

При подаче на конденсатор разности по(l, тенциалов U постоянство отношения ор обеспечивает выполнение условия селекции частиц со средней энергией Ео в энергетичеЫ. ском интервале шириной ХŠ— —: —. В этом о: случае пластины конденсатора имеют форму логарпфмическоп спирали (Яч =d е, где

d u k постоянные). Такая форма пластин может использоваться как в цилиндрических, так и в сферических kf тороидальных конденсаторах. Возрастание напряженности поля с увеличением угла поворота частиц приводит к изменению радиуса кривизны траекторий частиц. В результате этого увеличивается плотность потока частиц на выходе конденсатора. В отличие от конденсаторов с постоянными зазорами и радиусами пластин, в предлагаемом конденсаторе поле между двумя ближайшими точками противоположных пластин искривляется. Зто приводит к возникновению составляющих поле, совпадающих с направлением движения частиц, и сжатию траекторий частиц к радиусу R, Таким образом, частицы с энергией, близкои к LkI, падающей на входное окно конденсатора, будут двигаться по траекториям, близким к форме пластин, в связи с чем обеспечивается гх прохождение через конденсатор.

Площадь выходного окна отклоняющего

5 конденсатора, как и в известных устройствах, близка к площади детектора. Однако отношение площади входного окна отклоняющего конденсатора к площади выходного окна в предлагаемом устройстве может быть достиг10 путо 10 — 100 и больше.

Таким образом, предлагаемая конструкция позволяет повысить чувствительность прибора более, чем в 10 — 100 раз, и одновременно снизить его габариты и вес.

Предмет изобретения

Электростатический спектрометр заряженных частиц, состоящий из пластин отклоняющего конденсатора, источника питания и де20 тектора заряженных частиц, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности устройства, уменьшения его габаритов и веса, пластины отклоняющего конденсатора выполнены таким образом, что величина зазора

25 между пластинами конденсатора уменьшается с увеличением угла поворота частиц при постоянном отношении величины зазора к среднему радиусу поворота пучка частиц.