Измеритель параметров спирализованных электронных пучков

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ СПИРАЛИЗОВАННЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ ПУЧКОВ 1Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при диагностике сильноточных релятивистских электронных пучков,Известно устройство, предназначенное .для экспериментального исследования спирализованных электронных пучков МЦР-приборов, содержащее экранирующую пластину, анализирующую диафрагму с малым отверстием, флуоресцирующий экран и устройство для анализа следа пучка, причем, .между анализирующей диафрагмой с .флуоресцирующим экраном создается тормозяЩее поле 1 .Такое устройство, в случае полного торможения электронов, позволяет получить информацию о распределении частиц по скоростям. Однако оно ограничено по области своего применения, так как в случае исследования релятивистских пучков ускоряющий потенциал ускорителя достигает сотен или тысяч киловольт. Создание тор 2мозящего поля, необходимого в этомслучае, и обеспечение синхронизации пучка и поля предстваляет собой сложную задачу,Наиболее близким к предлагаемому является измеритель параметрояспирализованных электронных пучков,содержащий помещенные в вакуумномкорпусе экранирующую пластину, установленную на пути пучка, и анали"10 зирующее устройство с механизмомперемещения , размещенное за экранирующей пластиной. Экранирующаяпластина служит для перехвата основной массы электронов. Непосредственно под щелью, прорезанной впластине, помещается анализирующаядиафрагма, которую можно перемещатьв плоскости поперечного сечения исследуемого потока при помощи рычаж 20ного механизма, а под диафрагмоинаходится флуоресцирующий экоан,который винтовым приспособлениемможет быть установлен на требуемомЯ 431 1 О На чертеже показано предложенное устройство.Устройство содержит экранирующую пластину 1 с установленными под ней диафрагмой 2 и диафрагмой 3 имеющими малые соосные отверстия 4. Диафрагмы соединены механизмом поперечного перемещения 5, а диафрагма 3 снабжена механизмом продольного расстоянии от анализирующей диафрагмы. Изображение следа элементарного пучка на флуоресцирующем экране рассматривается с экрана 2 3.Недостатком известного устройства является трудность регистрациирезультатов измерения. Это связано стем, что при работе релятивистскихускорителей возникает высокий уровень тормозногоизлучения в диодеи на экранирующей пластине, что делает затруднительным фотографирование. 8 изуальные измерения не толькокрайне опасны для здоровья наблюдателя, но и осложняются тем, что 5сильнотоцные релятивистские ускорители работают, как правило, в однократном режиме, Кроме того, известный анализатор позволяет получатьинформацию только о разбросе со рставляющих электронов, но не дает 1,возможности определить распределениеэлектронов по скоростям,Цель изобретения - упрощение процесса измерения и обеспечение возможности измерения величины распределения продольных составляющих скоростей электронов сильноточных релятивистских электронных пуцков.Указанная цель достигается тем, зфцто в измерителе параметров спирализованных электронных пучков,содержащем помещенные в вакуумномкорпусе экранирующую пластину, установленную на пути пуцка, и анализирующее устройство с механизмом перемещения, размещенное за экранирующей пластиной, анализирующее устройство выпопнено в виде двух диафрагм с соосными отверстиями радиу;са, меньше радиуса ларморовскоговращения электронов, коллектора, исоединенного с ним измерителя зарядацастиц, прошедших сквозь отверстиядвух диафрагм, причем одна из диафрагм установлена с возможностьюперемещения относительно другой, параллельно продольной оси прибора,5 4перемещения 6 относительно оси прибора. Под отверстием второй диафрагмы устанавливается коллектор /,связанный с измерителем заряда частиц 8. Устройство помещается в вакуумный корпус 9.Устройство работает следующим образом.Электронный пучок распространяется в магнитном поле Н, теряет основную массу заряженных частиц на экранирующей пластине 1 и попадает надиафрагму 2, связанную с диафрагмой 3 таким образом, что при перемещении в плоскости поперечного сечения пучка, которое обеспечиваетсямеханизмом 5, отверстия 4 на диафрагмах всегда остаются на однойоси, параллельной оси пучка. Диаф 1 рагма 3 может перемещаться относительно диафрагмы 2 благодаря ме.ханизму б на расстояние от и =0 доЬ не меньше, чем шаг спирали электронов, обладающих максимальной продольной скоростью. Для регистрацииэлектронов, прошедших через диафрвгмы, служат коллектор электронов 7 иизмеритель заряда 8. Устройство помещается в вакуумном корпусе 9. Прии 0 все электроны, прошедшие черездиафрагму 3, проходят и через отверстие в диафрагме 3 и попадают на коллектор электронов, При постепенномувеличении Ь заряд электронов, снимаемый измерителем заряда с коллектора, уменьшается, так как через отверстие в диафрагме 3 могут пройтитолько те. электроны, шаг спиралитраектории которых равен или кратенцелому числу от Ь, т.е. те электроны, которые совершили полные один илинесколько оборотов вокруг оси своего движения после прохождения диафрагмы 2,ВЗаряд, т.е, число электронов, движущихся по спирали с шагом ЬЬ(б - любое число меньше или равноешагу спирали электронов с максимальной продольной энергией) определяются из выражения(п 1 =иЬИ=2где Я - полный заряд электронов,прошедших через диафрагму 3;01 - заряд электронов, совершивших целое число оборотовна расстоянии ь;5 93 - шаги спиралей электронов, совершивших целое цисло оборотов на расстоянии Ь; и2,3,1 - целое число. При проведении измерений диафраг- з ма 3 дискретно удаляется от диафрагмы 2, при этом на каждом положении диафрагмы 3 регистрируется заряд и следовательно число электронов с шагом, равным расстоянию между диаф О рагмами. Продольная скорость электронов определяется, исходя из извест. ного шага спиральной траектории частиц Ь Н15- масса электрона;с - скорость света,Таким образом, предлагаемое устройство позволяет измерять величину и распределение продольных составляющих скоростей электронов в спирализованных сильноточных релятивистских электронах. Предлагаемый измеритель параметров дает возможность кроме измерения величины продольных составляющих скоростей. электронов в спирализированных релятйвистских электронных пучках измерить их распределение, повысить точность и оперативность получения инФормации за счет исключения фотографических и визуальных методов наблюдения следов пучна нд флюорестирующем экране. Использование данного устройства позволяет дистанционно измерять величиМ ну и распределение продольных составляющих скоростей электронов пучка, что исключает присутствие оператораформула изобретения Измеритель параметров спирализованных электронных пучков, содержащий помещенные в вакуумном корпусе экранирующую пластину, установленную на пути пучка, и анализирующее устройство с механизмом перемещения, размещенное ва экранирующей пластиной, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью упрощения процесса измерения и обеспечения воэможности измерения величины распределения продольных составляющих скоростей электронов сильнотоцных релятивистских пучков, анализирующее устройство выполнено в виде двух диафрагм с соосными отверстиями радиуса, меньше радиуса ларморовского вращения электронов, коллектора и соединенного с ним измерителя, заряда частиц, прошедших сквозь отверстия двух диафрагм, причем одна из диафрагм установлена с воэможностью геремещения относительно другой параллель.- но продольной оси прибора. акации,при экспертиз-"Электрон"Электроника ИСТОЧНиКи ИнфО принятые во внимание 1. Прце В. А. и д ная техника". Сер. 1 СВЧ", 1972, У 5. 2. Прце 8. А. и д ная техника". Сер. 1 СВЧ", 1970, й 10 (пр-"ЭлектронЭлектроникатотип). 15 4в поле рентгеновского излучения сильноточных пучков, автоматизировать обработку полученной информации с включением данного устройства в систему сбора и первичной обработки информации на ЭВМ.Корре Бокшан Составитель В. МакароРедактор К. Волощук Техред Л, ПекарьЖ-35, Раущск Подпис филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна каз В 690/64 ВНИИПИ Государс по делам иэ 1 13035, Москва, тета СССР крытий я наб д, 4/5