Спектрометр многозарядных ионов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51)м, Кл,2 601 Т 1/36 с присоединением заявки Ио Государственный комитет СССР по делам изобретениИ н открытий(72) Авторы изобретения В. М, Быстрицкий и В, Г. Толмачева Научно-исследовательский институт ядерной физикипри Томском политехническом институте им. С.М.Кирова.ЗО Изобретение относится к области спектрометрии заряженных частиц и мо. жет найти применение для исследования ускоренных сгустков многозарядных ионов.Известно устройство для определения временной структуры энергетического спектра сильноточного ионного пучка 1, н которОм пучок, входящий н вакуумную камеру, отклоняется магнитным полем на коллекторы (цилиндры Фарадея), которые нагружены на согласующие кабели, соединяющиеся с осциллографом. Таким образом каждым коллектором регистрируется ток электронон пучка определенной энергии. Недостатком такого устройства являются его сложность и большие габариты.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является спектрометр, содержащий пролетную трубу и расположенные в начале и конце ее соответственно пробник и детектор многозарядных ионов, причем последний выполнен н виде стопы тонких металлических заземленных и сигнальных фольг (2). Сигнальные фольги нагружены на 75-ом кабеле, соединякщие спект рометр со входом осциллографа. При входе в пролетную трубу ионного сгустка часть его попадает на проб ник, Сигнал с пробника запускает развертку всех лучей осциллографа. Через время пролета трубы на экране осциллографа появляются ионные импульсы с сигнальных фольг детектора. Энергия ионон определяется по времени пролета базы, а зарядовое состояние ионов по неличине пробега, т.е. номеру фоль ги. Недостатком этого спектрометра является низкая (Ф 30 на уровне 20 МэВ) для Йо разрешающая способность Это обусловлено тем, что один и тот же сигнал с пробника служит началом времени отсчета для всех ионов, хотя ионы различных энергий неодновремен" но проходят черезпробник. Вследствие этого при измерении временного интервала (и соответственно энергии) возникает большая ошибка.Цель изобретения - увеличение разрешающей способности спектрометра.Это достигается тем, что пробник выполнен н виде стопы тонких металлических заземленных и сигнальных, фольг, идентичных пс толщине и материалу металлическим заземленным и сигнальным фольгам детектора, причемФормула изобретения фольги пробника перекрывают часть аппертуры пролетной базы (например, ввиде колец), а сигнальные фольгипробника соединены с соответствующими сигнальными фольгами детектора через развязывающие высокочастотные диоды и нагружены на 75-ом кабели, которце соединяют спектрометр со входа,ми осциллографа.На чертеже изображен спектрометрмногозарядных ионов.Он содержит земляные фольги 1 и 2детектора и пробника соответственно,сигнальные фольги 3 и 4 детектора ипробника соответственно, пролетнуютрубу 5, развяэывающие диоды 6 и 7,осциллограф В и ионный сгусток 9. . 15Спектрометр многозарядных ионовработает следующим образом.При прохождении ионного сгустка 9черЕз сигнальные фольги 4 пробника останОвившиеся в них ионы создают элект- Щрические сигналы, которые через раэвязывающие высокочастотные диоды 6 и 7 и75-ом кабель поступают на входы осцилдографа В. Через время пролета ионами трубы 5 на соответствующих входах.осциллографа 8 появляются электрические сигналы с сигнальных фольг3 детектора соответствующих определенным зарядным состояниям ионов, ВэтОм случае энергия ионов с о ределеккым зарядным состоянием определяется по времени между сигналами исоОтветствующими сигнальными фольгами пробника и детектора, что повышает.точность измерения энергии.Разрешающая способность спектрометра определяется выражением8 е ЫьЕ Ьгде - относительная ошибка в опр е ОЮЕделении энергии,д 1 - абсолютная ошибка в определении времени,ф - время пролета базы.При использовании известной конструкции пробкика абсолютная ошибка вопределении времени пролета включаетв себя и ошибку в определении момента прохождения ионами пробника, равную в среднем полуширине ионного импульса (для ионов водорода эта величина х 2-3 нс). В предлагаемом пробнике ошибка в определении моментапрохождения его ионами меньше ка этувеличину и разрешающая способностьспектрометра составляет, например,20 для й с энергией 20 МэВ. Спектрометр многозарядных ионове содержащий.пролетную трубу и располо 1 иенные в начале и конце ее соответственно пробник и детектор многозарядных ионов, причем последний выполнен в виде стопы тонких металлических. заземленных и сигнальных фольг, о т л и .ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения разрешающей способности спектрометра, пробник выполнен в виде стопы тонких металлических заземленных и сигнальных фольг, идентичных фольгам, составляющим детектор, причем сигнальные фольги пробкика соединены с соответствующими сигнальными фольгами детектора через раэвяэываюшие высокочастотные диоды. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1Хар. У. Аррб,РЬуБ . об 16,Р 11 рр 1985-1991. 2. ПТЭ Р 3, 1976, с.42-43 (прототип), ЦНИИПИ Заказ 3456/40Гираж 649 Подписное илиал ППП Патент, Ужгород, ул. Проектная,