Ионизационный датчик интенсивности положения пучков заряженных частиц

2 б осударственный комитет СССР по дед ам изобретен и й и открытий(72) Авторы изобретен М.А .В о ево Объединенный институт ядерных исследов ан ивитель(54) ИОНИЗАЦИОННЫй ДАТЧИК ИНТЕНС ИВ НОС Т ПОЛОЖЕНИЯ ПУЧКОВ ЭАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИ области ет быть устройств чков за- иапазоне остовара,(2Изобретение относится кускорительной техники и можиспользов ано при разработкедля измерения параметров пуряженных частиц в широком динте ксив ностей и энергий.Известно устройство т(ля наблюдения за размерами и положением пучка заряженных частиц (протонов), основанное на регистрации вторичных час" тиц (электронов), образовавшихся в результате ионизации атомов остаточного газа в ионопроводе движущимся пучком, состоящее из системй плоских электродов, создающих электричес кое поле, перпендикулярное направлению движения лучка. один из электродов является коллектором вторичных частиц и выполнен в виде стеклянной пластины, покрытой слоем фосфора (11 По размерам и положению светящегося пятна, получающегося в результате бомбардировки фосфора ускоренными до энергии порядка 15 кэВ вторичными электронами, можно судить о размерах и положении первичного .пучка,Известно также устройство ящее изсистемы потенциальных земленных электродов и коллек А.Д,Коваленко и А А.Лари Недостатком всех известных измерительных устройств этого типа, ограничивающим их применение измерениями на пучках сравнительно большихэнергий, является наличие поперечного, азимутального неоднородного,электрического поля достаточно большой величины (1 КВ), необходимогодля правильной работы устройства,Это поле сообщает пучку поперечнуюсоставляющую скорости и может вызвать недопустимые поперечные отклонения измеряемого пучка. Таким образом, известные устройства, явля 15 ясь прозрачными, тем не менее оказы"вают нежелательное воздействие наобъект измерения,Цель предлагаемого изобретенияуменьшение влияния устройства на20 объект измерения, расширение облас"ти,применения в сторону ниэкоэнергетичных пучков и измерение положенияпучка.Для этого электроды выполненыаэимутально-симметричными, например,цилиндрическими, расположены концентрично с пучком и образуют периодическую структуру из потенциальныхи заземленных элементов (электродов ).ЗО Кроме того, электроды, являющиеся714545 Формула изобретения 1. Ионизационный датчик интенсив" ностй положения пучков заряженныхч,"астиц, состоящий из системы потен"цйальных и заземленных электродов иколлектора, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что,"с целью уменьшения влиянияустройства на объект измерения и расширения области применения в сторо. ну низкоэнергетичных пучков, электроды выполйены азимутально-симметричными, например, цилиндрическими,расположены концентрично с пучкоми образуют периодическую структуру40 из потенциальных и заземленных элементов (электродов),2. Датчик по и. 1, о т л и ч а -ю щ и й с ятем, что, с целью измерения положения пучка, электроды,45 являющиесяколлекторами, разделенына равнЫе секторы, изолированныедруг от друга,50 3;коллекторами, разделены на равные-.-бе%торы, изолированные друг от друга.На фиг, 1 изображена схема дат" чйка=интенсивности положения пучковзаряженных частиц, на котором: 1.заземленные цилиндрические электроды; 2 - потенциальный электрод, "3 световод, имеющий оптический кон 1 такт с потенциальным электродом и Фо 1тоумножителем 4; 5 - движущийся" пу-чок заряженных частиц б - корпусустройатва,ПОтенциальный, электрод в данномслучае является коллектором и изго:товлен из сцинтилляйора, поверхйостькоторого металлизирована.Датчик работает следующим обра"зом,Пучокчастиц, сталкиваясь присвоем движении с атомами остаточногогаза; имеющимися внутри корпуса б,образует электронно-ионные Пары Радйальйая составляющая аэимутально-симметричного электрического ноля,созданного между электродами 1 и 2,ускоряет вторичные частицы выбранно". го знака заряда, например, электРо ХЮ в" направлении потенциальногоэлектрода 2, Вторичные частицы, поглощаясь коллектором, вызовут в немсветовые вспыыкй, которые посредст"вом световода 3 передадутся на Фотокатод Фотоэлектронного умножителя(ФЭу) 4. На выходе ФЭУ, такий образомбудут появляться сигйалы, однознач но сэязанные с параметрами пучка.После соответствукщей калибровкиможно производить измерения.На Фиг. 2 показана модиФикациядатчика, позволяющаяпроводить .измерение положения пучка в двух поперЕЧных направлениях. Этот датчик.отлимается тем, чтопотенциальныйэлектрод (коллектор) представляетсобой цилиндр, разрезанный вдоль обраэувйих"на четыре равных сектораэлектрически соединенных друг с дру"гом","а"по световому потоку - изолированных, Каждая из частей коллектора 7 посредством отдельного свето. вода 8 соединена со своим ФЭУ 9.Срайнйвая сигналыс"дйаметральнопротивоположнымФЭУ, можно измерятьПоложение пучка.При измерениях на пучках вйсокойинтенсивности можно использоватьнеуосредственное измерение заряда,образованного вторичными частицами на коллекторе. В этом случае коллектором являетсязаземленныйметаллический электрод, подсоединенныйк измерительной аппаратуре. Схематакого устройства показана на Фиг, 3,5 на .котором: 10 - потенциальные электроды, 11 -,коллектор, 12 - измерительныйрезистор.Для увеличения чувствительностидатчика можно использовать структу 1 " ру из последовательно чередующихсянескольких групп потенциальных и заземленных электродов,Предлагаемый датчик обеспечиваетизмерение интенсивности и положения пучков заряженных частиц без вли 1 з яния на их поперечное смещение,начиная от весьма малых энергий. Минимальное значение энергии, с кото. рого может быть использован предлагаемый датчик определяется порогом2 Ь ударной ионизаиии и составляет,например, дляпучков протонов несколько десятков электронвольт(ВО эв) . Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 1. Р.Когазга еВ а 1 Ргоссей 1 пдэ оГ 1 йе .басф ой Соим оп Н 1 дЬ Епегду Ассе 1 егасокз, р, 374, 1967,2,; Зинин Э.И. и др, Препринт 9 288, ИЯФ СО АН СССР, Новосибирск,19 б 9,714545 Рис,/ Составитель Е.Медведактор Б.Павлов Техред З,фанта ев Коррект иницкая Зака н Ю ввввеев т ввлиал НПППатент 1, г.ужгород, ул,Проектная, 4 9305/54 Т ЧНИИПИ Государпо делам из 035, Москва, Ж раж 844 Подпвенного комитета СССРретений и открытий5, Раушская наб д, 4/5