Спектрометр заряженных частиц

,ЯО 723901 Ш С 01 Т 1/36 ДОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1. Матвеев В.В., Хазанов Б.И,Приборы для измерения ионизирующихизлучений. М., Атомиэдат, 1972,с.104.2. Измерение частиц малой энергии на автоматических межпланетныхстанцияхМарс, Марс.Айнбунд М.у 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 вкосмосе. М., Атомиздат, 1972,с.283-285 (прототип).(54)(57) СПЕКТРОМЕТР ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ малой энергии, содержащий электростатический анализатор с детектором 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 щ и й с я тем, что, с целью упрощения 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-щС 2 чика синхросигналов, а генератор синхросигналов соединен с устрой" ством сравнения, выход которого соединен с входами управления ключевых каскадов, а входы - с соответствующими выходами счетчика импульсов и первого регистраИзобретение 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 11 и, 1,2, содержащие 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 энергетического спектра п градациями изменяют отклоняющее напряжение Ооизмеряя каждый раз число частиц Ф, с энергией Е = КПотк т.е, проводя в измерений чисел импульсов Й, соответствующих каждому значению энергии. Затем по этим числам Й строят гистограмму распределения частиц по энергии, определяют значение Е для Ф,и само значение ФмоксНедостаток таких спектрометров необходимость передачи большого объема данных -сигналов. Однако при проведении таких экспериментов на удаленных космических аппаратах, например автоматических межпланетных станциях, объем данных, передаваемых по телеметрическому каналу связи, ограничен, что принужцает сокращать число измерений, уменьшить число градаций т(т.е. ухудшать точность определения Е для фмокс 1 и дрИзвестен спектрометр 3 1 заряженных частиц малой энергии, содержащий 40электростатический анализатор с детектором отобранных частиц, соединенный через усилитель-формирователь сосчетчиком импульсов, генератор синхросигналов, соединенный со счетчи ком синхросигналов, который соединенс источником питания пластин электростатического анализатора с цифровымпреобразователем.Существенный недостаток такогоспектрометра - его сложность. Пристремлении получить более точноезначение энергии Е , соответствуюощее максимуму распределения, увеличивают число измерительных каналов щ, поэтому значительно возрастает объем оборудования в спектрометре. Кроме того, результаты измерений становятся доступными для считывания только после окончания всех тизмерений и обработки полученных 60данных. 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 П , 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 = кП 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 Мсц, зарегистрированное счетчиком 3, с числом Чрг, хранившимся в регистре 5. Если Чсц ) регна 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 Й ч было зарегистЗаказ 6985/4 Тираж 708 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 133035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патентфф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 рировано, После всехизмерений врегистрах бфудут занесены соответственно данные о максимальном числеМза этот цикл и энергии Ео, прикотором максимум наблюдался. В данном устройстве по сравнению с известным отсутствуют (в) 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 Е , соответствующее Ф . Наприомер, для спектрометра с в = 64, устройство содержит объем оборудования в измерительном блоке примерно вдвое меньшей, чем прототип, и имеет массу приблизительно на 2-3 кг мень О шую. Кроме того, информацию об этихзначениях получают не после завершения всего измерения и проведения обработки, а в ходе измерения (при достижении значения Ф).