Спектрометр заряженных частиц

 

СПЕКТРОМЕТР ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ малой энергии,содержащий электростатический анализатор с детектором отобранных частиц, соединенный через усилитель-формирователь со счётчиком импульсов, генератор синхросигналов, соединенный со счетчиком синхросиг-налов, который соединен с источником питания пластин электростатического анализатора с цифровым преобразователем, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства и получения информации в ходе измерения, в него введены уст~ ройство сравнения, первый и второй ключевые каскады, первый и второйрегистры, входы которых через соответствующие ключевые каскады соединены первого - с выходами счетчика ^импульсов, второго - с выходами счет-§ чика синхросигналов, а генератор "^ синхросигналов соединен с устройством сравнения, выход которого соединен с входами управления ключевых каскадов, а входы - с соответству59- щими выходами счетчика импульсов и первого регистра.= / •^IvDоо со

ч

„„SU„„723901

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

33 6 01 Т 1/36 г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ е I

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2638611/18-25 (22) 06.07.78 (46) 15,04.83. Бюл. 9 14 (72) Л.С.Горн, Д.С.Захаров, А.А.Климашов и Б.И.Хазанов (53) 535.232.61(088.8) (56) 1. Матвеев В.В., Хазанов Б.И.

Приборы для измерения ионизирующих излучений. М., Атомиэдат, 1972, с.104.

2. Измерение частиц малой энергии на автоматических межпланетных станциях Марс-2, Марс-3 .

Айнбунд М.$ . Богданов А.В., Вайсберг О.Л. и др. Космические исследования, 1973, т.11, вып.5, с.736742.

3.-Гальперин ЮеИ., Горн Л.С., Хазанов Б;И. Измерение радиации в космосе. М., Атомиздат, 1972, с.283-285 (прототип). (54)(57) СПЕКТРОМЕТР ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ малой энергии, содержащий электростатический анализатор с детектоФ I ром отобранных частиц, соединенный через усилитель-формирователь со

/ счЕтчиком импульсов, генератор синхросигналов, соединенный со счетчиком синхросийналов, который соединен с источником питания пластин электростатического анализатора с цифровым преобразователем, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью ynpotaeния устройства и получения информации в ходе измерения, в него введены устройство сравнения, первый и второй ключевые каскады, первый и второй. регистры, входы которых через соответствующие ключевые каскады соединены первого — с выходами счетчика импульсов, второго — с выходами счет-<р

С2

f яя чика синхросигналов, а генератор синхросигналов соединен с устройством сравнения, выход которого соединен с входами управления ключевых каскадов, а входы — c соответствуiущими выходами счетчика импульсов и Я первого регистра ° мю /

723901

Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике, к измерению ядерных излучений и рентгеновских лучей и может быть использова. но в космических исследованиях для измерения энергетических распределений заряженных частиц малых энергий.

Известны спектрометры заряженных частиц малой энергии E 1) и . (2, содер: жащие электростатическую отклоняющую систему с цилиндрическими или 10 сферическими пластинами, детектирующий элемент — вторичный электронный . Умножитель, усилитель-формирователь, счетчик импульсов и источник питания отклоняющей системы. В таких 15 спектрометрах для определения энер гетического спектра rn градациями

1изменяют отклоняющее напряжение Uox измеряя каждый раз число частиц Ф, с энергией E = kUoT, т.е. проводя гп измерений чисел импульсов Й, соответствующих каждому значению энергии. Затем по этим числам N строят гистограмму распределения частиц по энергии, определяют значение Е для Ф„, „ и само значение Ф макс

Недостаток таких спектрометров необходимость передачи большого объема данных — сигналов. Однако при проведении таких экспериментов на удаленных космических аппаратах, например автоматических межпланетных станциях, объем данных, передаваемых Iro телеметрическому каналу связи, ограничен, что принуцает сокращать число измерений, 35 уменьшить число градаций (т.е. ухудшать точность определения E для

Фма к с

Известен спектрометр (3 )заряженных частиц малой энергии, содержащий 40 электростатический анализатор с детектором отобранных частиц, соединенный через усилитель-формирователь со счетчиком импульсов, генератор синхродигналов, соединенный со счетчи- 45 ком синхросигналов, который соединен с источником питания пластин электростатического анализатора с цифровым преобразователем.

Существенный недостаток такого спектрометра — el n сложность. При стремлении получить более точное значение энергии Е, соответствуюо щее максимуму распределения, увеличивают число измерительных каналов п, поэтому значительно возраста- 55 ет объем оборудования в спектрометре. Кроме того, результаты измерений становятся доступными для считывания только после окончания всех rn измерений и обработки полученных 60 данных.

Целью изобретения является упрощение устройства и получение информации в ходе измерения. 65

Указанная цель достигается тем, что в спектрометр введены устройство сравнения, первый и второй ключевые каскады, первый и второй регистры, входы которых через соответствующие ключевые каскады соединены первого с выходами счетчика импульсов, второго — с выходами счетчика синхросигналов, а генератор синхросигналов соединен с устройством сравнения, выход которого соединен с входами удравления ключевых каскадов, а входы — с соответствующими выходами счетчика импульсов и первого регистра.

На чертеже представлена схема описываемого спектрометра.

Спектрометр заряженных частиц малой энергии содержит электростатический анализатор с детектором частиц, прошедших через анализатор, детектор отобранных частиц 1, усилитель-формирователь 2, счетчик импульсов 3, ключевые каскады 4, регистр 5, устройство сравнения 6, генератор синхросигналов 7, счетчик синхросигналов 8, источник питания пластин электростатического анализатора с цифро-аналоговым преобразователем 9, ключевые каскады 10 и регистр 11.

При появлении очередного синхросигнала, вырабатываемого генератором

7, меняется состояние счетчика 8 и изменяется напряжение U, вырабатываемое источником питаййя 9 и поступающее на отклоняющие пластины электростатического анализатора 1.

Из потока заряженных частиц, поступающих на вход электростатического анализатора. проходят только те частицы, которые обладают энергией, близкой к Е = kU к. Импульсы, возникающие на выходе детектора, после усиления каскадом 2, регистрируются счетчиком импульсов 3. После окончания очередного измерения под действием синхросигнала с генератора 7 срабатывает каскад сравнения 6, который сравнивает число импульсов

N ц, зарегистрированное счетчиком 3, с числом Чр -, хранившимся в регистре 5. Если hfou ) par на выходе каскада сравнения появляется сигнал, под действием которого через ключевые каскады 4 число Ч ц переносится со счетчика 3 на регистр 5, а число синхроимпульса со счетчика 8 через ключевые каскады 10 переносится на регистр 11. Таким образом, на ходе измерения по мере повышения энергии отбора Е как только будет зарегистрировано число импульсов Чсч больше, чем в любом из предыдущих замеров, оно будет занесено в регистр 5, а в регистр 11 будет занесен код ступени энергии, при котором это максиМальное значение hl ч было зарегист723901

Составитель М.Давилов

Редактор Н.Аристова Техред И, Коштура Корректор В. Бутяга

Заказ 6985/4 Тираж 708 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 рировано. После всех измерений в регистрах будут занесены соответст венно данные о максимальном числе

М „ за этот цикл и энергии Ед, при котором максимум наблюдался.

В данном устройстве по сравнению с известным отсутствуют (ь -1) счетчиков импульсов, коммутатор, соединяющий усилитель-формирователь со счетчиками, и коммутатор, соединяющий устройство сравнения с выходами счетчиков, хотя и добавлены два регистра с ключевыми каскадами.

Следовательно, данное устройство существенно проще известного, поз воляет выполнить те же измерения и определить характеристики спектрального распределения: значения Ф и F., соответствующее Ф . Напри о мер, для спектрометра с = 64, устройство содержит объем оборудования в измерительном блоке примерно вдвое меньшей, чем прототип, и имеет массу приблизительно на 2-3 кг мень-

10 шую. Кроме того, информацию об этих значениях получают не после завершения всего измерения и проведения обработки, а в ходе измерения (при достижении значения Ф „ ) .