Спектрометр сильноточного пучказаряженных частиц

 

. о с, . ) Ими ф п те тке f e,. „ OH%ll » . „;, л т.з Ф1 вн Б 4

Союз Советских

Социалнсткческкх

Республик (iii702985

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/ (6l ) Дополнительное к авт, свкд-sy (22) Заявлено 25.07.78 (2()2649752/18-25 с присоедкненкехт заявкм М (23) Приоритет (5! )М. Кд.

H 01/ 49/00

G 01Т 1/36

Гееударстваннмй комитет

СССРав делам кзебретеннй н втнрмтвй

Опубликовано 30.06,81. Бюллетень F24 (53) УЛК 539.1.

° 074(088.8) Дата опубликования опксання 30,06,81

В. И. Подкатов, А. И. Рябчиков, С. A. Чистяков и A. П. Яповец (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель

Научно- исследовательский институт ядерной физики при

Томском политехническом институте (54) СПЕКТРОМЕТР СИЛЬНОТОЧНОГО ПУЧКА

ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

Изобретение относится к области спектрометрии заряженных частиц и может быть использовано для измерения энергетического спектра импульсных сильноточньтх пучков заряженных частиц.

Известен спектрометр заряженных частиц, содержаший поворотный .маг ниг, подключенный к источнику питания, и измеритель интенсивности повернутого пучка. Спектрометр работает за счет отклоняюшего воздействия поперечного магнитного поля на движущиеся заряженные частицы jl) ..

Недостатками спектрометра являются необходимость коплимацви пучков при измеренииспектра и невозможностьспектрамегрии трубчатых пучков, а также большойвес прибора и расход потребляемой им энергии.

Известно также устройство, содержащее диафрагму, блок изолированных друг

От друга проводяшйх пластин, расположенных нормально к падаюшему пучку и содиненных с накопительными конденсагора1

2 ми и устройством считывания и измерения заряди(2) .

Такое устройство работаег за счет торможения и термализации заряженных частиц при прохождении нх через пластиньт. Число частиц, термализовавшихся в каждой пластине, однозначно связано с их энергией, что позволяет по величнне заряда, накопленного в каждой пластине, определить, .энергетический спектр частиц.

Онако при больших плотностях тока имеет место разрушение пластин изза высокой плотности выделения энергии при прохождении частиц.

Целью изобретения является повьппения ние долговечности прибора.

Цепь достигается тем, что предлагаемый спектрометр состоит из двух блоков п арал лельных пластин, расположенных под уг,- . лом 9 к оси прибора. Пластины в блоках расположены гак, что края пластин, обрашенных к диафрагме, лежат в одной плоскости, параллельной плоскости диафрагмы..- вЯэ а — I

3 . 702985 4

Края ближайших друг к другу пластин бло- рассеивание частиц от пластин 1 и 2. ков симметричны относительно оси спектрометра, расстояние между ними должно

6 - г быть не меньше размера щели диафрагмы.

6 = с0 св и

Угол наклона 8, длина пластин L и рас5 стояние д связаны соотношением

arcsin а в с

2d K

25

Огcsio (g (L 2.:

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Герасимов А. И, ПТЭ, № 3, 1971, с. 31.

2. llepl обузов К. А, и др. ПТЭ, № 1, 1975, с. 25 (прототип) . Угол наклона пластин 8 определяется их длиной и размером щели диафрагмы, Д, причем наименьшее значение это го угла должно обеспечивать однократное

При таком, расположении пластин пучок заряженных частиц падает на пластины одного из блоков под углом к их поверх-, I ности, что приводит, во-первых, к возрастанию (в сравнении с нормальным падением пучка) доли частиц, отраженHex вследствие процессов многократного рассеивания, во-вторых, к уменьшению плотности падающего на поверхность пластин потока частиц. Увеличение доли отраженных частиц при падении частиц . под углом к поверхности пластины и уме ньшение плотности падающего тока за счет геометрического фактора приводит к уменьшению плотности поглощаемой в пластинах энергии, Наличие второго бло"ка пластины, параллельного тому, на который падает пучок, позволяет " pet йст рировать отраженные частицы и тем самым измерять истинный спектр частиц.

На чертеже изображен предлагаемый спек трометр.

Спектрометр состоит из объединенных в блоки наборов изолированных друг, от друга пластин 1 и 2, которые распо- ложены под углом 6 к оси прибора, накойительных конденсаторов 3, устройства считывания 4, измерительного устройства 5 и диафрагмы 6. . . . . °

Спектрометр работает следующим образом.,Пучок 7 заракенных частиц "йроходит через щель диафрагмы 6 и падает на блок пластин 1 под углом 6 к поверх-. ности первой пластины. Часть частиц поглощается в пластинах 1, а другая часть отражается и попадает на набор пластин 2, Отраженные от пластин 2 частицы попадают на пластины 1 и т.д. до полного поглощения, Измеряя заряд с каждой из пластин 1 и 2, можно по известным соотношениям, восстановить энергетический спектр заряженных частиц.

Йля того, чтобы обеспечить поглощение частиц, оболее одного раза рассеянных пластинами 1 и 2, необходимо при задан. ном8,увеличивать длину пластин. апример спектрометр с длиной пластин 20 см, выполненных из меди, и раз мером щели 2 см имеет минимальный угол 6 "-12 . min„

При измерении спектра электронного пучка с верхней границей 1 МэВ предлагаемый спектрометр допускает работу с пучками, у которых плотность тока в

4,5 раза больше, чем у известного.

Предлагаемый спектрометр целесооб -. разно применять для измерения энергети« ческого спектра импульсных электронных потоков нано- и микросекундного диапазонов.

Формула изобретен ия.

I...

Спектрометр сильноточного пучка заряженнь х частиц, содержащйй диафрагму, блок йзолированных друг от друга lIBpeiI» лепных"проводящих пластин, соединенных e накопительными конденсаторами и у стройством" и змерения заряда, о т л й— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения долговечности прибора, в не» го "введен" «второй блок пластин, причем оба блока пластин расположены параллельно один к другому под углом 9 к оси

l спектрометра так, чтобы края пластин, обращенных к диафрагме, были расположе4. Ч * л | ны в плоскости, параллельной плоскости диафрагмы, а края ближайших пластин бло-Iob расположейы симметрично относитель4 но оси спек грометра на расстоянии. друг от друга, не меньшем размера щели диаф рагмы, причем угол 8 в зависимости от длины пластин L и расстояния б ограничен . пределами

702985

Составитель В. Макаров .Редактор Т. Кузнецова Теекред С, Мигунова Корректор M. Шароан

Заказ 4513/17 Тираж 784 Подписное

В НИИПИ Государственного имнтета СССР по делам изобретений и открытий

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

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