Способ измерения энергии пучков заряженных частиц

1 пУО 4378 Союз Соеетских Социалистических РеспубликА 8 ТОР СКОМУ С ВИДЕ а ЕЛЬ СТВ 61) Дополнительц вт, свид-в 1) М.Кл. Н 01 1 39 22) Заявлено 02.06,78 (21) 262317018 исоединением заявки сударстеенный комитет 23) Приори лам изобретенийи открытий УДК 621.384,(088.8)43) Опубликовано 23.01.82. Бюллетень М 3 (53)45) Дата опубликования описания 23.01.82(72) Авто В. Н. Дрон изобретения 1) Заявптел Красного Знаменинститут осковский ордена Трудово инженерно-физическ 54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕРГИИ ПУЧКО ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦтся сложные нормпру 1 нпя является упрощение ель дос оток зар мишень полного авляюгц определ ряженп поглоще тпгаетс яжеццпроп заряд его ца яют по явмо нного я тем, что ых частиц, орцпоцальа измеряспряженця, величине мент ком в мишени й поток (Я,Оцпонален пр заряжен- ЗВЕДЕНЦЮ К,н(г,и) и О порциоучецпя являюо пчка Основным цед измерения являетс рении полного зар отношения п.м срс стоятельство не по мерение с пепосре меряемой величин таткоз этого способа мость в измен вычислении 1 чцп. Это обСУП 1 ЕСТВ 1;ТЬ ПЗотсчстом из- автоматизации н еобход пм 1 ка х вел Ч 51 СТ О сп ного Явн)кцпейзво твенных Е =- 1(ь 1) а д,1;зобретспце Относится к ускорительной техпц.:е, преимущественно к тех 1 п 1 ке и 1 меренця па заметров пучка заряженных частиц в-,;сок 1 х энергий, и может бь 1 ть использова;о ; ля измерения энергии пучков от электрош 1 ых, позитронных ц ионных ускорителей.При использовании ускорителей измеряют энергию ускоренных частиц. Обычно эта задача решается с помощью магнитных каналов транспортировки ускоренного пучка. Энергию электронов определяют по измеренному значению магнитного поля в канале транспортировки. Такие системы транспортцровк: для частиц высоких энергий дороги, сложцы и громоздки.Известен способ измерения энергии электронных пучков, основанный на зависимости коэффициента поглощения ускоренных частиц в мишени от их эпсргпп, заключающийся в измерсцци заряда, поглощенного в ми цени. 1 змерсний требующпестройства.Цель 10 пзОбретпзмсренпй.5 Поставленная цсоз да ют вцеш ни й 11направленный цаи .:й пропзвсдешпомого пучка и упр1 О а энергию частицуправляющего наппенсации заряда,внсшцпм потоком.То есть впешц 115 пых;астпц ;ропо ГДС Кнн (Е 1 Ь) - КОЭффИЦИЕНт ПРО2 О пальпостц, зависящей от споссба по,впспп 1 сго потока , в Обще случае,и;пйся функцией энергии пзмерясмоги упразляюпего напряжения;Оэнергия перв 11 чцого пучка.П"п компсцса 11 пп заряда. пгглопВ МПШЕЦП ВЦСШНПМ ЗаРЯДОМ (н . -эпсргпя пзмс 1 рясм 1.1 х частиц, будет ф 1у 1.расли:опего напряжения7 И 378 Янов -- КнввЯо Формула изоорстспи 51 Тех 5 с Т И, Засо.:от.сса Ь,ссргнтоо 14. Оснноеска 5 1 слактор Т. Ыорозоеа Закз О/29 11 ал. М О Т рг к 737 ;,.НПО Поиск Государственного коантета СССР по дс;5 н:оорстеннй и о,нртнй303 о, Мосина, Ж-З 5, Раушск н нб., и. 4 о Тпп. Харин. фиг. пред. Патент; Создать внешний поток с псооходпм 1,ми характеристиками можно разли пгьмп с;О- собами. Например, если для Измереня энергии используется толстая мпшень 1:оэффициент поглощения астиц в мишен; находится в пределах 0,1 - 0,9), то компсп - сирующий внешний поток можно создать заряженными частицами, образующимися в ионизационной камере при прохо:кдении через нее измеряемого пучка. Известно, что заряд, собираемый на электродах ионизационной камеры, при напряжениях меньше напряжения насыщения прямо пропорционален полному числу частиц, производящих ионизацию, и разности потенциалов на электродах где Кнвн - коэффициент пропорциональности, зависящий от рода газа, геометрических размеров и от энергии первичного г,- ка, Если мишень совместить с одним из собирающих электродов ионизационпой камеры и подать на мишень потенциал соответствующего знака, то можно скомпсш.и- ровать заряд, поглощенный в мишени, зарядом, собранным из иопизационп промежутка. При этом энергия измеряемых частиц будет функцией только величины потенциала, поданного на мишень.Для тонких мишеней (коэффициент поглощения измеряемого пучка в мишеп ( 0,1) внешний поток можно создать вторичными электронами, выбитыми ускоренными частицами из тонкой металлической фольги, расположенОЙ на пут 51 пука следовательно с мишенью.Известно, что заряд втори"-шых электронов, собранный собирающим элсктродо: з дВух ил 51 многофольговом ВториИО-эм 1 Сгионных мониторах, при напряжении на электродах меньше напря 5 кения насыщения, прямо пропорционален полному числу частиц, проходящих через монитор, и разности потенциалов (У) между эмиттиру 1 оцим и собирающим электродом; Где Кв,(Е У) - коэффициспт пропорциональности, в общем случае зависящий От з Срг 1;и, разности потенциалов мс,т. элск.Г 110 лаи В .О:1 тОРс, м 2 С 15 2дто 1:111 ыэмиттсоа.Если в качестзс собирающего электродаиспользовать мишень, то при измсре:шпэперГ,и положителы 10 зар 51 жсИд,х 12 ст 1 ц,заряд ускоренных частиц, поглощенный вм;шени, можно скомпенсировать вторичными электронами, выбитыми из э.",Нтг 1 рую 10 щей фольги. При этом энергия измсрягмсго." Пса будет только функцией потспци ал а,по,:;анного на мишень,Таким образом, для осуп,сгтилспия измерений достаточно создать внешний поток15 одним из описанных способом, сосдинитьмишень с нуль-органом, развязаип 1,х От:1 сточП постоянного смсщспия и измерить напряжение смещения в момент компенсации.20 Точную зависимость между энергией инапряжением смецения трудно получитьрасчетным путем, поэтому устройство, реализующее предлагаемый способ измерения, необходимо калибровать. После калиб 2 о ровки шкала измерительного прибора градупрустся непосредственно В единицахэнергии.1".спользование предлаГаемОГО способаизмерения энергии пучка электронов обесЗ 0 псчиваст, по сравнению с суп;сствукпцимиспособами, сокращение времени и упро;це 1 П 10 1 змерепи 11, 2 такйке новьи;сП 1 с тОчпост 1 и уГ 1 р 01 цснис 2 Втом 2 иОскпх пзмсрсНй.3 о Спосоо измерения энеогип п 5 1 ков заря и:с 1;1 ых частиц, основанный на зависимостикоэьггзпц 11 спта пОГлощсни 51 ускорснпых чдсТ 1;Ц В МИН 0:П 1 ОТ ИХ ЭПСРГПИ, 32 СЛ 102;101 ЦИИ- ся в измерении заряда, поглощенного з ми 1 псп 1, о т л и ч а ю щ и й с я тс н, что, с пельо 45 1 и зоп,гния измерений, создают ьч сшппйпоток заряженных частиц, направлен:1 ый на ,1 иНснь ппопорциопал 1 Ия произвелсн 1 ию :Олпо 0 заряд измеряемого ичка и т праВ- л 5 пощсГО Н 211 ряжения, 2 эпс 1 ЭГю частиц ОРсдс:Яю НО Вел 11 инс УИРНВ,51 Опс:О па; рпскения В момент компенс 21 ии заряда, ОГ.101 НСППОГО В мин:спи, В 1 с.".и,1 потоком,