Способ измерения энергии пучков заряженных частиц Советский патент 1982 года по МПК H01J39/00 

Создать внешний noTvOK с необходим,ми характеристиками можно раз.гичнымп способами. Например, если для измерен я энергии используется толстая мишень {коэффициент поглон;ения частиц в мишени находится в пределах 0,1-0,9), то компсчгсируюш,ий внешний ноток можно создать заряженными частицами, образуюшимися в ионизационной камере при прохождении через нее измеряемого пучка. Известно, что заряд, собираемый на электродах ионизационной камеры, при напряжениях меньше напряжения насыш.ения нрямо пропорционален полному числу частиц, производящих ионизацию, и разности потенциалов на электродах

QHOU -- Ллои- -Со)

где Я„о„ - коэффициент процорциональности, зависяш,ий от рода газа, геометрических размеров и от энергии первичного пучка. Если мишень совместить с одним из. собираюш,их электродов ионизационной камеры и подать на мишень потенциал соответствующего знака, то можно скомненсировать заряд, поглош,енный в мишени, зарядом, собранным из иопизационного промежутка. При этом энергия измеряемых частиц будет функцией только величины потеициала, поданного на мишень.

Для тонких мишеней (коэффициент ноглощения измеряемого пучка в мишени 0,1) внешний ноток можно создать вторичными электронами, выбитыми ускоренными частицами из тонкой металлической фольги, расположеиной на пути пучка последовательно с мишенью.

Известно, что заряд вторичных электронов, собранный собирающим электродов з двух или многофольговом вторично-эмиссионных мониторах, при наиряжении на электродах меньше напряжения насышен 1я, прямо пропорционален полному числу частиц, проходящих через монитор, и разности потенциалов (U) между эмиттирующим

И собирающим электродом:

Q,,r:./(-,,(L).f7.Q,,,

I

где /СотС У) - коэффициент пропорциональности, в общем случае зависящий от

апсргии, разности потенциалов ме;кл - электро;ири в мониторе, материала i то:1;:1мны эмиттера.

Если в качестве собираюнгего электрода использовать мишень, то при изг 1сре:.1ии энергии положительно заряжен1;|.;х частиц, заряд ускоренных частиц, поглощен11ый в м.1шенм, можно скомпенсировать вторичными электронами, выбитыми из э.мгггтнрующей фольги. При этом энергия измеряемого пучка будет только фу)кцией потенциала, поданного на мишень.

Таким образом, для осуществления измерений достаточно создать внешиий поток одним из описанных способом, соединить мишень с нуль-органом, развязань:ь;м от источника постоянного смеще1н-;я и измерить напряжение смещения в момент компенсации.

Точную зависимость между энергией и напряжением смещения трудно получить расчетным путем, поэтому устройство, реализующее предлагаемый способ измерения, необходимо калибровать. После калибровки шкала измерительного прибора градуируется неносредствен1;о в еди1нщах энергии.

Использование предлагаедтого способа измерения энергии нучка электронов обеспечивает, по сравнению с суп.ествующим11 снособами, сокращение и ynponieние измерений, а также новын:ение точности и упрощение автоматических мзмереФ о р м у л а п 3 о б р е т е н и я

Способ измерения эпергии пучков заряженных частиц, основанный на зависимости коэффициента нoглoщe н я ускоренных часr ui Б мишени от их энергии, заключающийся в измсренни заряда, поглощенного в мипюпк, о т л и ч а ю HI, и и с я тем, что, с пелью упропюния измерений, создают впешнпй поток заряженных частиц, направлспньп на мпшень, пропорциональный произведению полного заряда измеряемого нучка и управляющего напряжения, а энергию частиц определяют по величине управляющего пакр;1 ;.;ен11я в момепт ко.мненсаци заряда, ; {}глоше1П10го в мишенп, BneiiiinM потоком.