Устройство для измерения энергетического спектра пучка заряженных частиц

 

..- УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СПЕКТРА ПУЧКА ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ, содержащее систему пространственного разделения частиц по импульсЕ1М, набор токоприемников и регистрирующие устройства, от л и-чающееся тем, что, с целью измерения временной зависимости основных, параметров энергетического спектра импульсного пучка, в устрой-'ств'о введены два последовательных омических делителя, кажда!й из которых имеет по заземленному концу и ряд выводов, и два измерителя отношений электрических сигналов делителей, причем выводы двух делителей связаны с токоприемниками, разделеннкми на две группы,, и подключены к измерителям отношений так, что входы измерителей отношений соответственно'подключены к незаэемленным концам делителей и к их первым незаземленным выводам, а выходы измерителей:отношений подключены к регистрирующим устройствам, причем величины сопротивлений пЛеч одного Делителя выбраны прямо пропорциональными средней энергии частиц, попада!ощих на подключенный к данному плечу делио теля токоприемник, а величины сопро- ,^ тивлений плеч другого делителя - пропорциональными. С S(Лквадрату, этой энергии.jjwi^

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21),2462030/18-25 (22) 14.03.77 (46) 15.01.84. Вюл. Р 2 (72) ИН. Сливков и Г.Л. Громов (53) 535 ° 232 61(088 ° 8) (56) 1. Герасимов A.È. и др. Спектрометр импульсного пучка электронов

ПТЭ 1971 9 3, с. 21 24.

2 ° Жерлицын А.Г. и др. Временная структура энергетического спектра сильноточного релятивистского электронного пучка. Сб. Разработка и практическое применение электронных ускорителей, Томск, 1975, с,150-151.

3. Крастелев В.Г. и др. Измерение энергетического спектра сильноточных электронных пучков. ПТЭ, 1976, Р 3, с 39-42. (54)(57) ..- УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО CIIEKTPA ПУЧКА ЭАРЯЖЕННЦХ ЧАСТИЦ, содержащее систему пространственного разделения частиц но импульсам, набор токоприемников и регистрирующие устройства, о т л иas> ®> ua А

g(5II Н 01 J 49/44" G 01 T 1/36 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью измерения временной зависимости основных.параметров энергетического спектра импульсного пучка, в устройство введены два последовательных омических делителя, каждый из которых имеет по заземленному концу и ряд выводов, и два измерителя отношений электрических сигналов делителей, причем выводы двух делителей связаны с токоприемниками, разделенными на две группы, и подключены к измерителям отношений так, что входы измерителей отношений соответственно подключены к незаземленным концам делителей и к их первым незаземленным выводам, а выхоцы измерителей

:отношений подключены к регистрирующим устройствам причем величины сопротивлений плеч одного делителя выбраны прямо пропорциональными средней энергии частиц, попадающих на подключенный к данному плечу делителя токоприемник, а величины сопротивлений плеч другого делителя — пропорциональными квадрату этой энергии.

623437

Изобретение относится к технике измерения энергетического спектра импульсных пучков заряженных частиц, например электронов.

Известны спектрометры, содержащие систему пространственного раэ- 5 деления заряженных частиц по импульсам и набор детекторов, например токоприемников, для регкстрацик пространственно разделенных по импульсам заряженных частиц (11. 1

При включении между токоприемниками и запоминающими емкостями ключевых элементов с помощью такого скектрометра можно измерить зависимость. ; энергетического спектра пуч- 15

)ка от времени Г2 1. Однако, во-первых большое число токоприемников усложняет сцектрометр, во-вторых он не цозволяет получить полную информацию о зависимости спектра от времени за один импульс ускорителя.

Известен магнитный спектрометр импульсных пучков электронов, содержащий набор токоприемников, набор емкостных ячеек памяти к регистри« рующие. устройства f 2 3 °

По сигналам ячеек памяти может быть получен за интегральный импульс энергетический спектр пучка. Сигнал

Ч (е ) i-й ячейки памяти, интегрирующей в течение всего импульса ток

3-го токоприемника, имеет вид

О Е; где — заряд электрона, С; - емкость . -й ячейки

Е; — область энергии электронов, регистрируемых 1-м токо- 40 приемником; . Ф(Р,Ф! — функция распределения электронов в пучке по энергии во времени

Фа длительность импульса. 45 такой спектрометр ке дает информации об изменениях энергетического спектра пучка во времени, Целью изобретекия является измерение временной зависимости основных параметров энергетического спектра. импульсного пучка заряженных частиц в течение всего импульса.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемое устройство введены два последовательных омичес- 55 вым неэаземленным выводам, а выходы измерителей отношений подключены к регистрирующим устройствам. При этом величины сопротивлений плеч одного делителя выбраны прямо пропорциональ-. ными средней энергии частиц, попадающих на подключенный к данному плечу делителя токоприемник, а величины сопротивлений плеч другого делителяпропорциональнымк квадрату этой энергии. . На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит магнитную систему 1 пространственного разделения электронов по импульсам, набор токоприемников 2, измерители

3,4 отношений электрических сигналов и осциллографы 5, б. Токоприемники разделены на две группы, одна из которых подключена к выводам делителя 7 (к - R<Ä) а другая - к выводам деэщтеля 8 (Р2„-Р2„).

Величина сопротивления к Ä+R<>+...

Р ; k-го плеча делителя 7 может быть выбрана как

R +Р Ф...+R лgf И М2 " 1i 1 а величина сопротивления Ri„+... Р

i-ro плеча делителя 8 как

21 22 " 2 где о(,и p - коэффициенты пропорци» ональностк)

Ri - средняя энергия электронов, регистрируемых -м токоприемником.

35 Устройство работает следующим образом.

Прк иэмереник энергетического спектра импульсного пучка электронов магнитная система 1 разделяет электроны в пространстве по импульсам.

Разделенные в пространстве электроны регистрируются токоприемниками 2.

Напряжения 0„(+) и V (Ф) ка кеэа1 эемленных концах делителей подаются на входы измерителей отношений 3 и 4 соответственно. Напряжения U(t) и Ч () на первых незаэемленных выводах делителей также подаются на входы измерителей отношений 3 и 4.

С выходов измерителей отношений 3 к сигналы подаются ка осциллогра-

4 фы 5 к б.

Основными параметрамк энергетического спектра пучка являются средняя.энергия f(t) и дисперсия 42(4), I ких делктеля., каждый из которых имеет по заземленному концу к ряд выводов, и два измерителя откошений энергетических сигналов. Выводы двух делителей связаны с токоприемниками, бО разделенными на две rpynnse, и подключены к измерктелям отношений как, что входы измерителей отношений соответственно подключены к незаземленным концам делителей и к Iex nepЕИ1= 8Ф(е, 4)ы8 фф,Це е;

Е Е

6 (1 = Ф(е,ф(1)-е(ЙЦ) ые

Ф(8,t) ñ Å, Е

По измеряемым осциллографамк 5 и б сигналам измерителей отношений

623437 ч() о„() ®= Ч",(С) О,"(.)

Редактор И. Гохфельд Техред B.Äàëåêîðåé Корректор O.Òèãîð

Заказ 1025/1

Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

У г

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 3 н 4 средняя энергия Е(Ф) может быть определена как

U (Cl

t(C)=f (, 1. а дисперсия 6 (С) может быть определена как

Таким образом, возможно измерение зависимости основных параметров пучка; дисперсии и средней энергии от времени.

Точность измерений определяется точностью изготовления токоприемников, делителей, погрешностями измерителей отношений электрических сигналов делителей и осциллографов, 5 числом токоприемников и характером энергетического спектра электронов в пучке. Абсолютная погрешность измерения дисперсии не более ширины энергетического диапазона отдельного токоприемника. . Изобретение может найти применение при измерении энергетического спектра в ускорителях заряженных частиц, в частности в импульсных сильноточных электронных ускорителях.