Изобретение относится к технике измерения параметров пучков заряженных частиц и может найти применение в ускорительной технике, в исследованиях по нагреву плазмы, по формированию плотных релятивистских электронных колец и в устройстве для транспортировки релятивистских электронных пучков в предварительно созданной плазме и в нейтральном газе.
Известно устройство цилиндр Фарадея для измерения тока заряженных частиц, содержащее массивный проводящий коллектор, подключенный к резистору, второй конец резистора заземлен.
Коллектор расположен в герметичном металлическом корпусе с окном, закрытым диэлектрической пленкой, прозрачной для релятивистских заряженных частиц„ Коллектор полностью задерживает попадающий на него поток заряженньпс частиц. Наличие диэлектрической пленки исключает возможность попадания низкоэнергетичных заряженных частиц плазмы на коллектор цилиндра Фарадея, Таким образом измеряется ток пучка., Если цилиндр Фарадея не вакуумирован и отсутствует диэлектрическая пленка, то он Измеряет полный ток, равньш алгебраической сумме тока релятивистских заряженных частиц и плазменного Toiia, индуцированного релятивистским пучком. Величина плазменного тока индуцированного релятивистским пучком заряженных частиц может быть определена как разность между током пучка и полным током, Таким образом существенным недостатком данного устройства, обеспечивающего возможность определения плазменого тока, индуцированного релятивистским пучком заряженных частиц является наличие значительной погрешности, связянной с неодновременностью измерения, тока пучка и полного тока. Кроме того цилиндр Фарадея полностью разрушает измеряемый пучок заряженных частиц.
Известно устройство для измере кия тока заряженных частиц, содержащее полный диэлектрический цилиндр, резистор с подключенным к нему измерителем напряжения, Устройство включается в разрыв металлической трубы дрейфа.
Данное устройство по конструктивным признакам рассматривается в качестве прототипа предлагаемого изобретения. Это устройство измеряет полный ток, равный алгебраической сумме тока пучка заряженных частиц и плазменного тока, индуцированного пучком. Существенным недостатком зтого устройства является то, что оно лишь в сочетании с устройством измеряющим ток пучка заряженных частиц (например цилиндром Фарадея), позволяет определить плазменный ток Плазменный ток определяется путем сравнения величины тока электронного пучка и полного тока измеренных различными устройствами. Это, в сво очередь, увеличивает погрешность измерений, усложняет исследования и снижает их оперативность.
Целью предлагаемого изобретения является устранение выщеуказанных недостатков, т.е. создание устройства непосредственно измеряющего плазменный ток, индуцированный релятивистским электронным пучком.
Эта цель достигается тем, что на основаниях полого диэлектрического цилиндра укреплены металлические фольги, одна из которых заземлена, другая подключена к одному концу резистора, второй конец которого заземлен, причем польй диэлектрический цилиндр и металлические фольги образуют герметичный объем.
Такая конструкция прибора позволяет проводить прямое измерение плазменного тока, индуцированного релятивистским электронным пучком.
Сущность предлагаемого изобретения раскрывается на примере выполнения устройства со ссылкой на чертеж Устройство для измерения тока заряженных частиц состоит из полого диэлектрического цилиндра I, имеющего откачной патрубок 2. На основаниях диэлектрического цилиндра I укреплены металлические фольги 3, причем диэлектрический цилиндр I и металлические фольги 3 образуют герметичный объем. Одна из металлических фольг 3 заземлена, а другая подключена к одному концу резистора 4, второй конец которого заземпен. Измеритель напряжения 5 подключен к концам резистора.
Толщина металлических фольг выбирается таким образом, чтобы не изменялась энергия и угловой разбр релятивистских электронов пучка, пр ходящего через них. Так например, для сильноточного релятивистского электронното пучка с энергией частиц I МэВ толщина фольг, выполненных из алюминия, должна быть меньше 50 мкм. Устройство работает следующим образом: в объеме, ограниченном полым диэлектрическим цилиндром и дву мя металлическими фольгами, через откачной патрубок создается предвар тельное разрежение до давления мень ше 10 мм рт„ст. При прохождении релятивистского электронного пучка через устройство внутри последнего не образуется плазменный ток из-за низкого давления остаточного газа. Таким образом, внутри устройства между металлическими фольгами не пр текает плазменный ток. Плазменный ток, индуцированный релятивистским электронным пучком, при его транспо тировке в предварительно созданной плазме или в нейтральном газе замык ется через фольги на землю. Из-за низкой энергии электронов и ионов плазмы, образующих плазменный ток, они полностью тормозятся фольгой. Электроны релятивистского пучка свободно проходят через металлические фольгио С одной стороны устройства плазменный ток замыкается ил землю через резистор. Величина падения напряжения на резисторе измеряется с помощью измерителя напряжения. Для того, чтобы измерить распределение плазменного тока, индуцированного релятивистским электронным пучком, одна из металлических фольг заменяется диэлектрической пленкой, на поверхности которой расположены металлические фольги, изолированные друг от друга, причем каждая фольга подключена к концу одного из резисторбв, второй конец которых заземлен, а измерители напряжения подключены к концам резисторов. В этом случае С каждого резистора снимается сигнал, пропорциональный величине плазменного тока, замыкающегося на фольгу, соединенную с этим резистором. При малых размерах фольг устройство измеряет распределение плотности плазменного тока. Преимуществам изобретения является также то, что оно не препятствует дальнейшему распространению релятивистского электронного пучка и не изменяет его параметров. Прямое измерение величины плазменного тока и распределения его плотности значительно уменьшает погрешность измерений, упрощает исследования и увеличивает их оперативность.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ, содержащее полый диэлектрический цилиндр, резистор с подключенным к нему измерителем напряжения, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью измерения плазменного тока, индуцированного релятивистским электронным пучком, на основаниях диэлектрического цилиндра укреплены металлические фольги, одна из которых заземлена, другая подключена к одному концу резистора, второй конец которого заземлен, причем полый диэлектрической 1Ц1ЛИНДР и фольги образуют герметичный объем. (Л 00 4 to 
