Способ измерения поперечного распределения зарядов в пучках заряженных частиц

(50 4 Н 05 Н 7/Ооэ С 01 Т /29 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ,6 ЕГ,К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Михайлов В.Г. и др. Высокочувствительный профилометр для тяжелонного синхротронаТруды 17 Всесоюзного совещания по ускорителям заряженных частиц, Дубна, т. 1, 1985, с. 83.Авторское свидетельство СССР556697, кл. Н 05 Н 7/00, 1969.(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОПЕРЕЧНОГОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАРЯДОВ В ПУЧКАХ ЗАРЯЖЕНН 1 Х ЧАСТИ 11(57) Изобретение относится к технической Физике, Способ измерения поперечного распределения зарядов в пучках (П) заряженных частиц (Ч) реализован в устройстве. Образующиеся приионизации исследуемым П 1 остаточного газа Ч 1, и 1 г в извлекающем электрическом поле конденсатора 2 приобретает различную энергию в зависимости от места их возникновения. Проходя через Формирующую щепь (Ф 11) 3,они образуют ленточный П, пространственное распределение Ч в котором соответствует распределению Ч в исследуемом П в направлении, перпендикулярном направлению извлечения, а распределение Ч по энергии соответствует распределению Ч в исследуемом П в направлении, параллельном направлению извлечения. В отсутствие отклоняющего электрического поля конденсатора 4 Ч 1 и 1 образуют на измерительных электродах коллектора 5 однокоординатное распределение, соответствующее распределению Ч в исследуемом П в направлении, перпендику 1 лярном направлению извлечения (11.,). Постоянное электрическое поле конденсатора 4, перпендикулярное ФЦ 3, отклоняет Ч 1 и 1 на различные углы в зависимости от их энергии и на измерительных электродах коллектора 5 образуется двухмерное распределение ц 1, и 1 , соответствующее распределению Ч в поперечном сечении исследуемого П, Изобретение повышает быстродействие способа и упрощает его реализацию. 1 з.п. Ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к технической физике, в частности к ускорительной технике, и может быть использовано на ускорителях различных типов для контроля пространственных параметровпучка ускоренных частиц.Цель изобретения - повышение быстродействия способа и упрощение его реализации. 1 ОНа фиг.1 и 2 приведено схематическое изображение двух проекцийустройства, реализующего данный способ измерения,На Фиг.1 и 2 представлены исследуемый пучок 1, конденсатор, формирующий извлекающее электрическое поле 2, Формирующая пель 3, конденсатор 4, Формирующий отклоняющее электрическое поле, измерительные электроды матричного коллектора 5, 1, 1образующиеся при ионизации частицы,Способ осуществляют следующим образом,Образующиеся при ионизации исследуемым пучкомостаточнОго газа частицы 1 , 1 в извлекающем электрическом поле конденсатора 2 приобретаютразличнув энергии в зависимости отместа их возникновения, Проходя через ормирувщув щель 3, они образуютленточнй пучок, пространственноераспределение частиц в котором соответствует распределении частиц в исследуемом пучке в направлении, перпендикулярном направлению извлечения,а распределение частиц по энергии соответствует распределению частиц в исследуемом пучке в направлении, параллельном направлению извлечения. В 40 отсутствие отклоняющего электрического поля конденсатора 4 возникающие при ионизации частицы 1 1 образуют на измерительных электродах коллектора 5 однокоординатное распреде 45ление, соответствующее распределению час.тиц в исследуемом пучке в направлении, перпендикулярном направлению извлечения (1 1 ). постоянное электрическое поле конденсатора 4, пер 50 пендикулярное к Формирующей щели 3, отклоняет возникающие при ионизации частицы 1, 1 на различные углы в зависимости от их энергии, т.е. в зависимости от места их возникновения. Таким образом, на измерительных элек 55 тродах матричного коллектора 5 образуется двухмерное распределение воз 1 1 никавпих при ионизации частиц 1, 1 соответствующее распределению частицв поперечном сечении исследуемогопучка. Нелинейность отклонения1х в в , где- угол отклонения,.3Е - энергия частицы, может быть учтена, например, соответствующим размещением электродов матричного коллектора 5 либо при дальнейшей обработке информации средствами вычислительной техники.Схема измерителя иллюстрирует принцип предлагаемого способа измерения и не содержит, в частности, источников питания и регистрирующей аппаратуры. В качестве матричного коллектора может быть применен электронно-оптический преобразователь с последующей регистрацией оптического изображения телевизионной техникой. В этом случае на экране телевизионного монитора будет стационарное изображение поперечного распределения в исследуемом пучке. Пространственное разрешение предлагаемого способа зависит от напряженности извлекающего поля и размеров формирующей щели. При напряженности поля - 1 кв/см и поперечном размере щели 1 мм пространственное разрешение способа измерения поперечного распределения1 мм х1 мм. При характерных размерах 100 мм время формирования распределения образующихся при ионизации частиц на измерительных электродах матричного коллектора при извлечении ионов составляет ч. 50 нс, при извлечении электронов это время уменьшается до значения 2-5 нс.Таким образом, в данном способе измерения поперечного распределения время формирования распределения возникающих при ионизации частиц на коллекторе ограничено лишь временем движения этих частиц от места возпикновения до коллектора, что позволяет обеспечить непрерывный контроль быстропеременных пучков с указанной временной задержкой. Кроме того, отсутствие высоковольтного генератора переменного напряжения существенно упрощает реализацию предлагаемого способа.формулаизобретения1. Способ измерения поперечного распределения зарядов в пучках заряженных частиц, основанный на ионизации остаточного газа исследуемым пучком, согласно Которому частицы, образованные в процессе ионизации, извлекают электрическим полем, напряженность которого превышает напряженность собственного поля пучка, ирегистрируют, а о распределении зарядов в исследуемом пучке по координате, перпендикулярной направлению извлечения, судят по распределению вэтом направлении образованных приионизации частиц, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия способа и упрощения его реализации, образованные приионизации частицы после извлеченияформируют в ленточный пучок, поверхность которого перпендикулярна осиисследуемого пучка, и затем постоянным электрическим полем, перпендикулярным образующей поверхности ленточного пучка, его отклоняют на координатно чувствительный коллектор, на 5котором регистрируют двухмерное рас - пределение образованных при понизации частиц, при этом толщину ленточного пучка формируют равной или меньшей необходимой величины пространственного разрешения, а напряженность отклоняющего поля и его протяженность выбирают в зависимости от напряженности извлекающего поля так, чтобы размеры распределения образованных при ионизации частиц на коллекторе по обоим направлениям измерения были одного масштаба.2. Способ по и. 1, о т л и ч ащ и й с я тем, что формирование ленточного пучка осуществляют путем пропускания извлекаемых частиц через формирующую щель./Р У7Риг, г Составитель Е.Громов Техред И.Верес Корректор В.Бутяга Редактор А.Долинич Заказ 1891/57 Тираж 832 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4