Датчик распределения энергии и плотности тока пучка ускоренных электронов в полях облучения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3159 Н 01 1 47 ЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫПО. ДЕЛАМ ИЗОБРЕОПИСАН ЗОБ др. Калориметргин ускоренных ка эксперимента",(21) 2870115/18-21 (22) 10.01,80 (46) 23 Л 1,84, Бюл, йф 43 (72) К. А. Виноградов и Р. Я. Зайцев . (71) Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физический институт (53) 621.384.6 (088.8) (56) 1 Радзиевский Г. В. и коллектор для измерения знер электронов,"Приборы и техни 1976, с. 105-108.2. иронии и др. Экспресс-.измеритель тока и энергия ускоренных электронов. Доклады 2-го Всесоюзного совещания по применению ускорителей заряженных часпщ в народном хозяйстве. Д., "Наука", 1976, т. 2,с. 244-.-251. 80.875997(54) (57) ДАТЧИК РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕР -ГИИ И ПЛОТНОСТИ ТОКА ПУЧКА УСКО -РЕННЫХ ЭЛЕКТРОНОВ В.ПОЛЯХ ОБЛУЧЕ -НИЯ, содержащий два металлических изолированных электрода, установленных последо-вательно по ходу пучка, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышенияточности измерения, первый электрод выполнен в виде металлического полого шара, авторой представляет собой включенную вшар металлическую сферу, причем электродыпомещены в вакуум и окружены экраннойсеткой, имеющей отрицательный по отношению к электродам потенциал.8759Изобретение относится к ускорительной технике, преимущественно к технике измерения параметрои пучков заряженных частиц, и может быль использовано для конт. роля параметров полей облучения больших размеров на ускорителях, используемых в прикладных целях.Известен калориметрический преобразователь, в котором совмещен обычный калориметр, измеряющий полную энергию пучка, и 10 цилиндр Фарадея, измеряющий ток 1.Недостатком преобразователя является его инерционность.Наиболее близким к изобретению техни. ческим решением является датчик распределения энергии и плотности тока пучка ускоренных электронов в полях облучения, содержащий:два металлических изолированных . элект. рода, установленных последовательно по ходу пучка 121.20.Использование коллиматора пучка на входе в преобразователь для обеспечения требуемого пространственного разрешения связано с большими трудностями ориентирования коллиматора относительно расходящегося . потока частиц в поле облучения. Кроме того, обес. печенке необходимого углового разрешения 1 характеристика датчиКа критищи к углу влета пучка частиц) приводит к большим потерям интенсивности и искажению энерге тического состава пучка за счет частиц, провзаимодействовавших с краями коллиматора,Целью изобретения является повышение точности измерения.Поставленная цель достигается за счет того, что в датчике распределения энергии и плотности тока ну,ва ускоренных электронов в полях облучения, содержащем два метал. лических изолированных электрода, установ. .ленных последовательно по ходу пучка, пер. вый электрод вьпюлиеи в виде металличес.40 кого полого, шара, а второй представляет собой включенную в шар металлическую сферу, причем электроды помещены в ваку. ум и окружены экранной сеткой, имеющей отрицательный. но отношению, к электродам потенциал.На фиг. 1 показана схема ратника; на фиг, 2 - зависимость коэффициентов поглощения электронов в сфере и суммарного коэффициента от энергии.50Электрод 1 отделен от электрода 2 тотьким слоем изолятора 3. Датчик помещен внутри цилиндрического отпаянното вакуум. ного объема, образованного тонкой титановой фольгой 4,в котором он подвешен на ме 55 таллических растяжках-проводниках 5 и 6, прикрепленных соответственно к сферическому электроду и шаровому слою. Датчик ок. 97 2 ружен экранной сеткой 7. с коэффициентомпрозрачности, близким к единице,Измерение распределения энергии и плотности тока производят перемещая мониторпо полю облучения, Прн этом поток реляти.вистских электродов проходит сквдзь фоль.гу 4 и взаимодействует с электродами 1 и2, Часть электронов поглощается в теле зои.дов, образуя избыточный отрицательный заряд, который стекает по металлическим рас.тяжкам.проводникам 5 и 6 в измерительныйблок,В общей случае токи 71 и 7 пропорцио.нальны плотности тока в исследуемой точкеполя облучения и являются функциями энерЭнергию. определяют, как частное от деления двух токов, исключая тем самым токовую составляющую: Е:1 ЭЭГеометрические характеристики и матери.ал датчика выбираются, исходя из следующих требований:получение наибольшей чувствительности вшироком диапазоне энергий частиц;реализация широкого диапазона работыдатчика соответствующего диапазону энергий ускорителей рассматриваемого класса(1 - 15 МэВ);получение необходимого пространственногоразрешения,Проведенные исследования иокаэали, чтолучшими характеристиками обладает,Ьатчик,выполненный из свинца с параметрами полого шара й=4,1 г/см и Р,5 г/см,покрытый снаружи слоем алюминия толщиной 0,27 г/см, Радиус включенной сферы равен йт.Датчик. позволяет проводить измерения вшироком диапазоне энергий. Специальныйподбор геометрии и материалов позволил добиться такого эффекта, когда суммарньщкоэффициент поглощения не зависит от энергии во всем исследуемом диапазоне т,е.Э + Э = КЗ, Это происходит благодаря тому, что изменения токов отраженных,прошедшихи поглощенных электронов вза. имокомпенсируются, Слой алюминия нанесен на поверхность свинца для продления линейной части характеристики Э., +3 в область2низких энергий, Это позволяет проводить не только нормировку на плотность тока, но и измерять непосредственно распределение нлотности тока. К достоинству конструкцииследует отнести и то, что, монитор энергии и тока пространственно совмещены, что упро- . щает процесс нормирования и дает возможность автоматизировать его,Составитель Е. МедведевТехред Л.Мартяшова ктор СТитов кмар ректо каэ 9128/3 Подлы Тираж 682 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушская"Патент", г, Ужгород, ул, Проектн 3 875997 4В сферйческомабсорбциониом датчике на. В качестве изоляционного материала мев- блюдается значительная потеря заряда за ду электродами используется нанесенный на счет низкознергетичной компоненты вторич сферу тонкий слой алюминия, подвергнутый ных электронов, а также за счет термоэмис. анодному окислению.сии при некоторых режимах работы, чтоискажает градуировочную характеристику. Дпя Описанное устройство имеет большую рь исключения этого явления датчик помещен диационную стойкость и дает возможность ,в вакуум, и к цилиндрической сетке при измерять с высокой точностью распределейнеЮложен запирающий отрицательный:нотенциал. энергии и плотности тока пучка ускоренных Такое конструктивное решение позволяет за О электронов в полях облучения с размерами переть вторичные электроны, выходящие как е,: от нескольких сантиметров и выше в диапь поверхности датчика,так и с титановой фольги, зоне 1 - 15 МэВ,