Пироэлектрическое устройство для измерения излучения

 

(п)496845

О П Ы С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25,07.74 (21) 2049972,"2 -23 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл е

G 01T 1/00

Государственный комитет по делам изобретений (43) Опубликовано 30.08.79. Бюллетень № 32 (53) УДК 539.1.074 (088.8) открытий (45) Дата опубликования описания 30.08.79 (72) Авторы изобретения

Jl. С. Кременчугский, С. К. Скляренко, P. Я. Страковская и А. Г. Чепилко

Институт физики АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) ПИРОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗЛУ 1ЕНИЯ

Изобретение касае.ся измерения параметров электронных пучков.

Известно пироэлектрическое устройство для детектирования пучков быстрых атомов, в котором детектор представляет собой 5 поляризованный диск из цирконата — титаната свинца (либо из титаната бария).

Обе стороны диска покрыты слоем серебра толщиной 8 — 25 мкм для обеспечения электрического контакта. Изменение темпе- Io ратуры, возникающее при остановке нейтральных атомов, обусловливает возникновение пиросигнала, пропорционального мощности пучка, которая регистрируется измерительным прибором, включенным в 15 электрическую цепь приемника.

Такое устройство не позволяет измерять параметры электронных пучков, так как проникновение заряженных частиц внутрь пирокерамики вызывает помехи, пропор- 20 циональные заряду электронов, которые накладываются на пироэлектрический сигнал.

Известны устройства для измерения параметров электронных пучков. Устройство для измерения тока пучка состоит из детектора-цилиндра Фарадея и измерителя тока, собранного поглотителем-цилиндром

Фарадея. Устройство для измерения мощности пучка состоит из калориметрическо- ЗО

ro датчика и измерителя мощности. Устройство для измерения мощности пучка и энергии содержит дифференциальный калориметр и измеритель разности температур облучаемого поглотителя и сравниваемого тела.

Однако все эти устройства не позволяют производить одновременное измерение нескольких параметров пучка — мощности

W, тока I и среднего значения энергии Е.

Кроме того, калориметрические устройства обладают большой инерционностью, что не позволяет производить измерение временных характеристик электронного пучка и измерение параметров импульсного и модулированного излучений.

Цель изобретения — одновременное измерение мощности, тока и среднего значения энергии импульсных и модулированных пучков электронов.

Для этого предлагаемое устройство для измерения излучения электронов содержит пироэлектрический приемник из пироактивного материала с толщиной, превышающей длину пробега электронов, разделенный на две секции. Пироэлектрический материал первой секции покрыт с облучаемой стороны поглотителем толщиной, превышающей длину пробега электронов, а пироэлектрический материал второй секции с облучае496845

40

;->0

65 мой стороны покрыт электродом, прозрачным для электронов данной энергии, при этом первая секция приемника через истоковый повторитель подключена к измерителю мощности, а также к блоку сложения и блоку деления; вторая секция приемника через истоковый повторитель подключена к блоку сложения, выход которого в свою очередь подключен к блоку деления.

На чертеже изображены предлагаемый приемник излучения и схема его включения в измерительные цепи.

Пироэлектрический приемник излучения состоит из двух секций, каждая из которых содержит пироактивный материал 1. Одна из секций с облучаемой стороны покрыта слоем поглотителя 2 толщиной, превышающей длину пробега электронов. На другую секцию нанесен тонкий электрод 3, прозрачный для электронов данной энергии. Тыльные электроды 4 каждой секции пироприемника служат для съема сигналов.

Система регистрации состоит из истоковых повторителей 5 и 6, а также блоков измерения — блока 7 измерения мощности, блока 8 сложения и блока 9 деления.

Первая секция приемника подключена через истоковый повторитель 5 к блокам 7, 8 и 9. Вторая секция приемника через истоковый повторитель 6 подключена к блоку 8, который в свою очередь подсоединен к блоку 9.

Измерение параметров электронного пучка с помощью предлагаемого пироэлектрического устройства производится следующим образом. При облучении пироэлектрического приемника пучком электронов в поглотителе 2 первой секции приемника электроны полностью тормозятся (при указанном выше соответствующем выборе толщины поглотителя для данной максимальной энергии электронов в пучке), передавая свою энергию в виде тепла поглотителю. Нагреваемый поглотитель передает тепло пироактивному материалу, в результате чего возникает пир оэлектрический сигнал. Этот сигнал U! пропорционален мощности падающего пучка электронов Ф, приходящейся на площадь детектирования.

Таким образом

U, =К,W, где К! — коэффициент преобразования.

При одновременном облучении второй секции с прозрачным электродом 3 для электронов данной энергии практически все электроны попадают на пироактивный материал и поглощаются им. При этом в пироприемнике появляется сигнал, пропорциональный мощности падающего пучка

W, что влечет за собой выделение пиросигнала, такого же, как и в первой секции.

Кроме того, на электродах этой секции возникает заряд, пропорциональный заряду электронов, так что суммарный сигнал второй секции равен

U, = -К,W+I К,.

Токовый сигнал 1 всегда отрицателен при регистрации электронного пучка, знак пиросигнала, пропорционального мощности, зависит от направления поляризации каждой из секций детектора. Сигналы с обеих половин приемника после согласования с помощью истоковых повторителей 5 и 6 (сигналы У! и U> соответственно) направляются в блоки системы регистрации для обработки. Сигнал U! направляется в блок 7, так что на выходе блока 7 получается сигнал, пропорциональный измерямой мощности пучка W. В блок 8 сложения поступают сигналы U! и U>, где производится алгебраическое суммирование 1! а — Ка1 и выходной сигнал пропорционален току пучка электронов. Для получения среднего значения энергии сигнал У!, пропорциональный W, и сигнал суммарный (U<+U ), пропорциональный 1, поступают в блок 9, где производится деление

Е= = =КŠ— E. 1! + 2 !21

В результате этого блок 9 регистрирует среднее значение энергии электронов. Таким образом, предлагаемое пироэлектрическое устройство позволяет с помощью одного датчика производить одновременное определение трех основных параметров пучка — мощности, тока и среднего значения энергии электронов.

Формула изобретения

Пироэлектрическое устройство для измерения излучения, содержащее пироэлектрический приемник и систему регистрации, отличающееся тем, что, с целью одновременного измерения мощности, тока и среднего значения энергии импульсных и модулированных пучков электронов, присмник состоит из двух секций, каждая из которых содержит пироактивный материал толщиной, превышающей длину пробега электронов, причем пироэлектрический материал первой секции покрыт с облучаемой стороны поглотителем толщиной, превышающей длину пробега электронов, а пироэлектрический материал второй секции покрыт с облучаемой стороны электродом, прозрачным для электронов данной энергии, при этом первая секция приемника через истоковый повторитель подключена к измерителю мощности, блоку сложения и блоку деления, а вторая секция через истоковый повторитель подключена к блоку сложения, выход которого подключен к блоку деления.

496845.7-// L

lv " "l/

Составитель А. Балашов

Редактор Т. Колодцева Техред А. Камышникова Корректор Л. Брахнина

Заказ 1798/2 Изд. № 531 Тираж 706 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 (7учок злилшрпнМ

11 11111

/I и/г 2