Цилиндр фарадея с акустическим съемом информации

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц-463082

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.06.73 (21) 1925476/26-25 (51) М. Кл. G Olt 1,, 16

Н 05h 7 00 с присоединением заявки №

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621.384.6 (088.8) Опубликовано 05.03.75, Бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 15.05.75 (72) Авторы изобретения

В. К. Емельянов и В. М. Рыбин (71) Заявитель

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженернофизический институт (54) ЦИЛИНДР ФАРАДЕЯ С АКУСТИЧЕСКИМ СЪЕМОМ

ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано для измерения параметров пучков заряженных частиц.

Известно устройство для измерения параметров пучка ускоренных частиц, содержащее пьезоакустический датчик и схему регистрации. Датчик представляет собой прямоугольную пластину с встроенными в нее пьезопреобразователями. При попадании на пластину исследуемого пучка ускоренных частиц в ней возникает механическое напряжение, величина и форма которого зависят от плотности тока и энергии частиц.

Недостатком известного устройства является невозможность определения энергетического спектра исследуемого пучка частиц.

В предложенном устройстве указанный недостаток устранен за счет выполнения датчика в виде стержня, в котором на расстоянии большем, чем полная длина пробега частиц в материале стержня для исследуемого диапазона энергии, встроены акустически согласованные пьезопреобразователи.

Предложенное устройство показано на чертеже.

Металлический стержень 1 со встроенными в него акустически согласованными пьезопреобразователями 2 помещен в корпус 3 с коллиматором 4. Выходные электроды пьезопреГосударственный комитет (23) Приоритет образователей соединены с усилителем 5 и регистрирующей схемой б. Корпус 3 через сопротивление 7 соединен с землей и регистрирующей схемой.

Устройство работает следующим образом.

Часть пучка заряженных частиц, проходящая через коллиматор 4, попадает на стержень 1 и поглощается в нем, вызывая в материале стержня механические напряжения, которые распространяются в виде акустической волны и регистрируются пьезопреобразователями 2.

Е

При энергиях частицы (1 основным о о механизмом трансформации потерь энергии частицы в твердом теле в акустическую волну следует считать термализацию электронов ионизации. Таким образом, механические напряжения в каждой точке поглощающего стержня пропорциональны величине потерь

20 dE энергии частицами —, поскольку другие виdx ды потерь частицами с такими энергиями пренебрежимо малы по сравнению с ионизационными.

25 Тяжелые заряженные частицы имеют четко выраженную длину пробега и теряют значительную часть энергии в конце пути на расстоянии порядка микрона. Электроны не имеют четко выраженного пробега, однако их

ЗО энергию можно определить, экстраполируя за463082

Составитель Е. Громов

Редактор Т. Орловская Техред 3. Тараненко Корректор Л. Орлова

Заказ 1153!13 Изд. № 5!2 Тираж 619 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 1К-35, Раушская наб., д. 4!5

Типография, пр. Сапунова, 2 висимость изменения интенсивности от длины пройденного пути, причем экстраполяция производится прямой, касательной к кривой пробега в точке перегиба, т. е. точке с максимальной производной. Скорость частицы в веществе даже в конце пробега значительно больше скорости звука в данном материале, поэтому механическое напряжение возникает одновременно по всей длине пробега частицы.

Это напряжение распространяется со скоростью звука в стержне и через время, равное отношению расстояния от точки остановки пучка до преобразователя к скорости звука в стержне, регистрируется пьезопреобразоватслем. Измеряя время между импульсом тока пучка частиц и началом акустического сигнала с датчика, можно найти длину пробега, которая однозначно связана с энергией частиц. Так как величина механического напряжения в любой данной точке стержня

dE пропорциональна —, форма электрического

dx сигнала с пьезопреобразователя дает кривую пробега.

Для тяжелых частиц по форме первого пика акустического сигнала можно определить распределение частиц по энергии, т. е. спектр. Измеряя длительность первого пика, и этом случае можно создать прибор, автоматически измеряющий ширину спектра ускоренных частиц.

Для электронов максимальный сигнал соответствует точке перегиба на кривой пробега.

В этом случае, определяя положение этой точки, можно определять величину средней энер гии частиц.

Одновременно описанное устройство может

10 выполнять функции обычного цилиндра Фарадея. В этом случае сигнал снимается с сопротивления 7.

Предмет изобретения

Цилиндр Фарадея с акустическим съемом информации, содержащий расположенный на пути пучка заряженных частиц электрод с встроенными в него акустически согласован20 ными пьезопреобразователями, которые через усилители подключены к схеме регистрации, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, электрод выполнен в виде цилиндрического стержня, а пьезо25 преобразователи встроены в нем на расстоянии большем, чем полная длина пробега частиц в материале электрода для исследуемого диапазона энергий.