Способ определения пространственного распределения плотности энерговыделений в мишенях

(56) Со 11 еп Р,1. Епет 8 х дероя 1 Ыо Ьу Ь 18 Ь епег 8 у р Иис 1, Хпя 1 г. апс 1 ай а 1.,сат 8 еСя уяс 1 га 1 оп).31 (1975) Мое С.п с 1 п.сЬосопя М.МеСЬ, ч. 235.ИеаяяЖопфСЕВВ/ЗР ипепСя оХ йЬе епе 200 апд 400 Сеч/ хцш аМ соррег. Р АВТ/77-1, у серо ргоСоп Мечет ЛЕНИЯ ПРОСТРАНЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТМИШЕНЯХтносится к облики и может пр т ОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИ 4094621/24-2514.07.8607.05.88, Бюл, Р 17В.П, Новиков, Е.В, СергаХарламов621.384634(088.8)(54) СПОСОБ ОПРЕДЕСТВЕННОГО РАСПРЕДЭНЕРГОВЦЦЕЛЕНИЙ В(57) Изобретениеускорительной тех БРЕТЕНИЯ няться для определения параметров импульсных пучков заряженных частиц. Целью изобретения является расширение диапазона измерений. Поставленная цель достигается тем, что между сегментами секционированной мишени помещают датчики, выполненные из Фольги с удельной теплотой плавления несколько меньшей, чем максимальные ионизационные энергопотери в веществе фольги, мишень подвергается двукратному облучению пучком частиц, .измеряют заряды после первого облучения и после второго облучения, По соотношению зарядов определяют распределение плотности энерговыделений в веществе мишеней, Способ позволяет определять параметры пучков с ин 1 й тенсивностями свыше 5 10 частиц, но энергиям свыше 70 ГэВ, в том числе и для пучка, размер которого менееИзобретение относится к ускориельной технике и может быть примеОено для определения параметров импульсных пучков заряженных частиц.Целью изобретения является расширение диапазона измерений.Сущность изобретения заключается в следующем,Так как время образования заряда 10на Фольге - это время облучения мишени, не превьппающее 5 мкс, а времяобразования расплавленного отверстиясвьппе 10 мкс, то образующийся нафольгах заряд пропорционален полному числу частиц, прошедших черезФольгу. Процесс образования отвер,стий в фольге существенного влия, ния на величину заряда Фольги неоказывает, За время между первым и 20, фольги полностью стекает на землю че рез входные цепи измерительного при бора. При повторном облучении частьчастиц проходит через проплавленноев Фольге отверстие, не участвуя в образовании на фольге заряда, а соотношение зарядов зависит ат размеровотверстия, что и позволяет определить плотность энерговыделения пучка. 30Целью изобретения является расширение диапазона измерений.На чертеже представлена схема реализации предлагаемого способа,На схеме показаны пучок 1 первичных частиц, фольги 2, изоляторы 3, мишень 4, сегменты 5 мишени, измерительный прибор 6 и устройство 7 ввода-вывода,140Способ осуществляют следующим образом,Устройство ввода-вывода 7 вводит секционированную мишень Й с электрически изолированными Фольгами 2 на два облучения в пучок 1 са стабильными параметрами, а затем выво - дит ее из пучка 1. При помощи преобразователя типа заряд - код измерительного прибора 6 измеряют электрические заряды, образующиеся на Фольгах 2 при первом и при втором сбросах. Плотность энерговыделений в максимуме радиального распределения превьппает удельную теплоту плавления материала Фольг 2, эта приводит к образованию расплавленных зан, размеры которых соответствуют ширине радиального распределения на уровне теплоты(2) где а - удельная теплота плавлелния материала фольги;Ц(Е) - заряд на Фольге от первого сброса;0(Е) - заряд на Фольге от второго сброса,1По набору радиальных распределений для различных Е восстанавливается и.прадольное распределение плотности энергавыделений. Энерговыделение в фольгах преобразуют в энерговыделения для мишени из произвольного материала:(3) 1 м Ем АрьК9РрьЕрь Амгде К - нормировочный коэффициент; а(г,Е) - трехмерное распределениеэнерговыделений;г,.Е - координаты;плотностьЕ - заряд ядра;А - атомный номер;Ч - для мишени;РЬ - для свинца,В более общем случае, когда Форма радиального распределения неизплавления. При практически адиабатическам нагреве возникают напряжения, приводящие к удалению с аси пучка 1 расплавленного вещества и образованию в Фольге 2 отверстия. При втором сбросе часть пучка 1, проходящая через отверстия, заряда на фоль. ге 2 не образует, и эта фиксируется измерительным прибором 6.П р и м е р. Измерения проводят для пучка протонов энергией 70 ГэВ,йинтенсивностью 5 10 протонов/сброс, поперечными размерами 3-4 мм, време", нем сброса 5 10 с и мишеней из любого материала с Фольгами из свинца.При аппроксимации радиального распределения плотности энергавыделений Гауссом его амплитуду Я(Е) и ширину б (Е) для фольги, расположенной на продольной координате Е, определяют как9418 бФормула из обретенияСпособ определения пространственного распределения плотности энерговыделений в мишенях, включающийрасположение датчиков между сегментами в секционированных мишенях ипоследующее облучение их пучком заряженных частиц, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширениядиапазона измерений, между сегментами секционированной мишени"помещаютдатчики, выполненные из фольг с удельной теплотой плавления, меньшей мак-.15 симальных ионизационных энергопотерьв веществе фольги, мишень подвергают двухкратному облучению пучкомчастиц, измеряют заряды при первоми втором облучении и по соотношению 20 измеренных зарядов определяют пространственное распределение плотностиэнерговыделения. 13 вестна, проводится серия измеренийдля различной интенсивности первичного пучка частиц и функция распрецеления табулируется. Для повышенияточности определения энергопотерьМишень разбирают и измеряют диаметрыобразовавшихся отверстий, из чего иопределяют распределение энергопотерь . Таким образом, изобретение дает Возможность расширить область измерения распределения плотности энерговыделений в мишенях по интенсив 1%ности свыше 5 10 частиц, по энергиям свыше 70 ГэВ и для размеров пучка менее 1 мм, так как энерговыделения определяются по непосредственно" му воздействию (плавлению) пучка на фольги, что имеет место в широком диапазоне энергии,Составитель А. ШахбазовТехред М.Дидык Корректор А. Обручар Редактор А. Ворович Заказ 2219/44 Тираж 522 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4