Спектрометр заряженных частиц Советский патент 1974 года по МПК H01J39/34 

(54) СПЕКТРОМЕТР ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

Изобретение относится к спектрометрам предназначенным для измерения потоков заряженных частиц в космическом пространст ве. При исследовании радиации в космичеiCKOM пространстве значительный объем занимают измерения спектральных распределе ний потоков заряженных частиц (электронов протонов и более тяжелых ионов) с энергией менее 1ОО-ЗОО кэв. Обычно для таких измерений применяются спектрометры заряженных частиц по энергии и заряду, содержащие анализатор (например, электростатический), пропорциональный детектор, зарядочувствительный усилитель, амплитудный дифференциальный дискриминатор и регистратор сигналов, генератор управляющих импульсов, счетное устройство, цифроаналоговый преобразователь и источник питания анализатора. . Однако известные спектрометры сложны конструктивно, имеют увеличенные габариты и вес, поскольку дифференциальные дискриминаторы и регистраторы должны обеспечить измерение спектральных распределений ионов с различными ио1шзационны- ми способностями в широком диапазоне энергий. Кроме того, измерения спектральных распределений в зависимости от энергии частиц в различных каналах амплитудного анализатора (отношение Е :Е монсет макс мин превосходить 1О для одного прибора) приводит к дополнительной погрешности измерений. Цель изобретения - повышение точности измерения спектров частиц по величине заряда, упрощение устройства спектрометра и уменьшение его габаритов и веса. Это достигается путем автоматической нормировки сигналов с детектора по аыили:Туде одновременно с изменением генератором управляющих импульсов энергии нзмеря. емых частиц. На чертеже показана структурная схема предлагаемого устройства. Оно состоит из анализатора 1, пропорционального детектора 2, зарядочувствительного усилителя с токои. вым выходом 3, резистора связи 4, нескол) ких дифференциальных дискриминаторов тока 5,многоканального регистратора сигналов 6,генератора управляющих импульсов 7, счетного устройства 8, цифроаналогового преобразователя с резисторами и ключевыми каскадами 9, источника питания анализатор(;/510, ключей 11 и шунтирующих резиаторое 12. В качестве анализатора может быть использован, например, электростатический анализатор, а в качестве де- тектора - сцинтилляционный или пропорциональный счетчики, или полупроводниковый детектор. Узлы 1-1О предлагаемого спектромеура работает аналогично этим узлам извест ного спектрометра. В устройство дополнительно введены ключи ,11, связанные с выходами счетного устройства, и цепочка резисторов 12, шунтирующих резистор связи 4. Величина сигналов с детектора и соответственно с зарядочувствительного усилителя определяется энергией регистрируемых частиц и изменяется по мере поступления управляющих импульсов на счетное устройство. Нор мировка си1налов с детектора производитс путем подключения параллельно резисто связи с покюшью ключа одного из шунтиру ющих резисторов. Включение ключей производится счетным устройством одновременно с изменением цифро-аналоговым преобразователем энергии регистрируемых частиц. При этом уменьшение диапазона изменения амплитуд сигналов детектора позволяет существенно уменьшить число дифференциальных дискриминаторов тока и, таким образом, упростить устройство спектрометра, уменьшить его габариты и вес. Одновременно регистрация сигналов от частиц с различной энергией в одних и тех же каналах диффе-; ренциальных дискриминаторов тока позво- ляет повысить точность проводимых измерений спектров частиц по величине заряда. Предмет изобретения Спектрометр заряженных частиц по ве- личине энергии и заряда, содержащий ана- лизатор, пропорциональный детектор, заря. дочувствительный усилитель с токовым вьг-1 ходом, резистчэры связи, несколько дифференциальных дискриминаторов тока, мно,- гоканальный регистратор, например, счет- чик цмпульсов, генератор управляющих им-i пульсов, счетное устройство, цифро-аналогоВый преобразователь с резисторами и ключевыми каскадами и источник питания аналкзатора, о т л и ч а ю щ и с я тем, что с целью повыщения точности измерения спектров ; частиц по величине заряда, упрощения устройства и уменьшения габаритов и веса к выходам детек14)ра параллельно резисторам связи подключены несколько щунтирующих; резисторов, которые через ключи соедине- . Hbt с выходом счетного устройства.