Способ определения параметров пучка заряженных частиц и устройство для его осуществления

76 (1). А 19) 8 29 Комитет Российской Федерациипо патентам и товарным знакам(и) ОПИСАНИЕ ИЗОБРк авторскому свидетельству изоб еле уско ние вой рителях, Цельточности опредразвертки пучкацентра. Способ основандения напряжения напо коллекторам токапучка. Коллекторы выповолочек одинаковой длрадиально в ионопровоконцом проволочки зазускорителя. Способ и устточно определить парамвергки пучка, а такжеоперативного контроляразвертки пучка. 2 с. п(56) Авторское свидетельство СССР Х1023905, кл, б 01 Т 1/29, 1981. Авторскоесвидетельство СССР Х 961539, кл. Н 05 Н7/00, 1979, Авторское свидетельство СССРМ 1021264, кл. 6 01 Т 1/29, 1981.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПУЧКА ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ ИУСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к ускорительной технике, а именно к регистрации пучков заряженных частицна различных ретения - повышения радиуса круго- и нахождения егона измерении паучастке протекания заряженных частиц лнены в виде проины, укрепленных де, причем одним емлены на корпусройство позволяют етры круговой разповысить точностьза параметрами , ф-лы, 5 ил,(4) 35 40 45 50 55 Изобретение относится к ускорительной технике, а именно к регистрации пучков . заряженных частиц на ускорителях различного типа, в том числе осуществляющихкруговую развертку пучка.Цель изобретения - повышение точности измерения, повышение точности определения радиуса круговой развертки пучка и положение ее центра;На фиг, 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг, 2 - сечение А - А на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 - эквивалентные схемы включения устройства; на фиг, 5 - последовательность и форма сигналов, снимаемая с коллекторов.Коллекторы 1 устройства (фиг. 1 - 5) в виде проволочек из нихрома толщиной 0,02 см размещены в одной плоскости радиально через угловые интервалы в 90 О. Каждый иэ коллекторов одним концом закреплен в корпусе мишенного блока 2 с помощью изолятора 3, а другим концом на устройстве ввода воды 4 для охлаждения мишени 5, жестко связанной с корпусом мишенного блока, Мишень 5 крепится на корпусе мишенного блока с помощью прижимной крышки 6 мишенного блока. Внешние концы коллекторов через разъемы соединяются с регистрирующими трактами.В эквивалентной схеме включения устройства, приведенной на фиг. 4, источник ионов является генератором тока 17. После фокусировки, ускорения и развертки пучок ионов, характеризующийся током пучка Ь 8 последовательно пересекает коллекторы 1 (фиг, 3) и попадает на мишень 5. Через коллектор 1, имеющий полное сопротивление В 9, на участке между точкой пересечения его пучка и точкой заземления на корпусе ускорителя (сопротивление участка г 10) протекает ток 111, определяемый количеством заряженных частиц пучка, сброшенных на коллектор. При этом1 с= О и (1). где а - коэффициент, учитывающий долю тока пучка, протекающую через коллектор.Ожидаемк", коэффициент аопределяется как отношение площади сечения участка проволоки, пересекаемого пучком, к площади поперечного сечения пучка. Он же учитывает и альбедо ионов от коллектора. Ток через входное сопротивление регистрирующего устройства 12 Ва 13 практически не протекает, так как Вах Вк.В точке пересечения пучка с коллектором, а значит и в точке подключения коллектора к регистрирующему тракту, на период времени указанного пересечения возникает импульсное падение напряжения 1ЯС) = 1 (С) г = а(С)1 рк к и Я гдето - удельное электрическое сопротивление материала коллектора;1 к - длина коллектора на участке протекания тока;Я - площадь поперечного сечения коллектора-проволоки.Значение а(с) изменяется от 0 (момент касания пучком коллектора) до амакс (момент максимального стока заряженных час-тиц при совпадении проволоки с диаметром пучка).Ток пучка на ускорителе контролируется, и во время проведения эксперимента он известен. Для максимального значе;ия падения напряжения имеем 1(3)макс макс и БПри выбранной конструкции устройства и известном токе пучка 1 и все.величины, кроме 1, известны, Следовательно, величина максимального падения напряжения на коллекторе будет зависеть только от точки пересечения пучком коллектора, т, е.Омакс = А1 с где А = а1- = сопБС Р макс и БДля описанной в примере конструкции устройства, при диаметре пучка 2 см и значением его тока 100 мА, для величины 1 = 10 см можно ожидать максимальное значение падения напряжения на коллекторе, равное 46 мВ,В качестве регистрирующего устройства можно использовать, например, осциллограф, ЭВМ.. Наличие в устройстве менее трех коллекторов, так как определение радиуса развертки пучка возможно лишь в том случае, если известно не менее трех точек, лежащих на окружности, характеризующей развертку пучка в плоскости регистрации.Измерение на коллекторах сигнала в виде падения напряжения дает воэможность определить место пересечения пучка заряженных частиц с каждым из коллекторов. По полученным таким образом точкам развертки пучка в плоскости установки коллекторов определяется радиус и местоположения центра развертки в этой плоскости. Переход от параметров развертки в плоскостирегистрации к параметрам развертки в плоскости мишени в случае необходимости производится путем введения поправок на геометрический фактор, Внутренние концыколлекторов заземлены на корпус ускорителя, При таком подключении коллекторов появляется возможность измерять падение напряжения на участке коллектора, по которому протекает ток заряженных частиц пучка. Для обеспечения чувствительности устройства коллекторы выполняют в виде проволочек из материала с высоким омическим сопротивлением.На фиг, 5 показана последовательность и форма сигнала в виде падения напряжения, снимаемая с коллекторов и поступающая на регистрирующее устройство, Частота развертки пучка на мишени составляет 50 Гц, т. е, пучок делает один оборот за 20 мс. В верхнем ряду зависимости 0(т) приведена последовательность сигналов для случая, когда центр развертки не совпадает с осью ускорителя. В нижнем ряду - последовательность сигналов для случая, когда центр развертки совпадает с осью ускорителя. Как следует из графика, при визуальном наблюдении последовательности сигналов с коллекторов оператор, используя систему управления, добивается равенства сигналов, совмещая ось развертки с осью ускорителя. После этого по величине падения напряжения на коллекторах определяется Формула изобретенияСПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПУЧКА ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ1. Способ определения параметров пучка заряженных частиц, основанный на регистрации электрического сигнала с коллектора с последующей обработкой результатов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, измеряют падение напряжения на участке протекания по коллектору тока заряженных частиц пучка. радиус развертки пучка на мишени, Зависимость величины падения напряжения отстепени развертки пучка при заданном т ке пучка определяется предварительно на ос нове нейтронно-физических измерений.Этим самым определяется значение коэффициента А в формуле (4). В случае отсутствия необходимости совмещения оси развертки с осью ускорителя по полученным 10 координатам точек пересечения пучка с коллекторами определяют центр развертки (центр окружности, описываемой пучком на мишени), его смешение относительно цен 1 ра мишени и радиус развертки, Таким обра зом, достигается цель изобретения,Использование предлагаемого способарегистрации пучка заряженных частиц не только расширяет функциональные возмож ности коллекторных устройств в плане определения параметров круговой развертки пучка, но и повышает точность в опрееле нии характеристик импульсных и статических пучков при решении традиционных 25 задач с использованием коллекторных преобразователей, обеспечивает оперативный контроль за параметрами развертки на экране видеоконтрольного устройства.30 2, Устройство для определения параметров пучка заряженных частиц, содержащее набор коллекторов, укрепленных через изоляторы радиально в корпусе ускорителя, подключенных к ре гистрирующему устройству, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения радиуса круговой развертки пучка и положения ее центра, коллекторы в количестве не менее 40 трех выполнены из материалов. с высоким омическим сопротивлением в виде проволочек одинаковой длины, заземлены внутренними концами на корпус ус корителя,, ул,Гагарина, 10 Редактор С.КулакоЗаказ 1528 Составитель С.КондратенкоТехред М.Моргентал Корректор С.Патрушев Тираж Подписн НПО "Поиск" Роспатента 13035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5