CN111522056A - 一种质子绝对能谱测量装置及其瞄准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种质子绝对能谱测量装置及其瞄准方法。所述质子绝对能谱测量装置包括：从瞄准激光发出端到实验置靶端依次设置的汤姆逊离子谱仪和辐射变色膜片堆栈；辐射变色膜片堆栈的中心开设有中心通孔；中心通孔的轴线与汤姆逊离子谱仪的进出孔的轴线重合；汤姆逊离子谱仪用于接收瞄准激光并使激光穿过辐射变色膜片堆栈的中心通孔到达实验靶点；实验靶点用于接收实验打靶激光，并使实验打靶激光加速产生质子，激光加速产生的质子会辐照在辐射变色膜片堆栈上实现离散能量角分布测量，小部分质子将穿过辐射变色膜片堆栈的中心通孔进入汤姆逊离子谱仪实现能谱测量。本发明综合这两套设备的诊断结果，能够实现宽范围下的高精度能谱测量。

Description

一种质子绝对能谱测量装置及其瞄准方法

技术领域

本发明涉及等离子体物理和核探测技术领域，特别是涉及一种质子绝对能谱测量装置及其瞄准方法。

背景技术

在激光离子加速研究中，质子能谱的绝对测量对理解激光与靶相互作用物理过程至关重要。质子能谱的绝对测量，也是最全面的质子参数测量。目前对质子能谱的诊断，主要采用的是汤姆逊离子谱仪。汤姆逊离子谱仪前设置准直孔(通常只有数十μm到数百μm直径)，准直孔大小决定了离子诊断的能谱分辨。因此其只能给出某个小空间立体角的质子能谱。

为了获得更宽范围的能谱分布研究，人们也研发了宽角度的质子谱仪。例如，使用准直狭缝代替准直孔，可以获得一维角度分布的质子能谱分布。但是由于质子空间分布的不均匀，这种一维角分布的测量也不能完全反映绝对能谱信息。例如，采用叠放的辐射变色膜片(Radiochromic film,RCF)堆栈，可以获得离散能量的质子角分布信息。但是该方法不仅无法给出连续的能谱信息，而且由于质子能量沉积的叠加，使得测量的能谱精度相对于汤姆逊离子谱仪也要差一些。因此，现有的质子能谱测量存在宽范围的能谱测量准确性差的问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种质子绝对能谱测量装置及其瞄准方法，以实现宽范围下的高精度能谱测量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种质子绝对能谱测量装置，包括：从瞄准激光发出端到实验置靶端依次设置的汤姆逊离子谱仪和辐射变色膜片堆栈；所述辐射变色膜片堆栈的中心开设有中心通孔；所述中心通孔的轴线与所述汤姆逊离子谱仪的进出孔的轴线重合；所述汤姆逊离子谱仪用于接收瞄准激光并使所述瞄准激光穿过所述辐射变色膜片堆栈的中心通孔到达实验靶点；所述实验靶点用于接收实验打靶激光，并使所述实验打靶激光加速产生质子，所述质子辐照在所述辐射变色膜片堆栈上；所述汤姆逊离子谱仪还用于接收穿过所述辐射变色膜片堆栈的中心通孔的质子。

可选的，所述汤姆逊离子谱仪包括从所述瞄准激光发出端到所述实验置靶端依次设置的成像板、谱仪电磁组件和谱仪准直器；所述成像板和所述谱仪准直器均与所述谱仪电磁组件连接；所述谱仪准直器的中心开设有第一准直孔；所述中心通孔的轴线与所述第一准直孔的轴线重合。

可选的，所述辐射变色膜片堆栈包括沿水平方向叠放的辐射变色膜片组和金属屏蔽膜片；所述辐射变色膜片组包括多层沿水平方向叠放的第一辐射变色膜片；所述金属屏蔽膜片设置在远离所述汤姆逊离子谱仪的一侧。

可选的，所述中心通孔的直径大于所述第一准直孔的直径。

可选的，所述汤姆逊离子谱仪还包括第二辐射变色膜片；所述第二辐射变色膜片设置在所述谱仪准直器的前端，且位于所述汤姆逊离子谱仪和所述辐射变色膜片堆栈之间；所述第二辐射变色膜片的中心开设有膜片通孔；所述膜片通孔的直径大于所述第一准直孔的直径。

可选的，所述质子绝对能谱测量装置，还包括瞄准激光笔；所述瞄准激光笔用于发出所述瞄准激光并使所述瞄准激光进入所述汤姆逊离子谱仪。

可选的，所述质子绝对能谱测量装置，还包括第一调节平台、第二调节平台和第三调节平台；所述汤姆逊离子谱仪设置在所述第一调节平台上，所述第一调节平台用于调节所述汤姆逊离子谱仪的升降、横向平移、旋转和俯仰；所述辐射变色膜片堆栈设置在所述第二调节平台上，所述第二调节平台用于调节所述辐射变色膜片堆栈的平移和升降；所述瞄准激光笔设置在所述第三调解平台上；所述第三调解平台用于调节所述瞄准激光笔的位置。

可选的，所述质子绝对能谱测量装置，还包括有机玻璃准直器；所述有机玻璃准直器的中心开设有第二准直孔；所述有机玻璃准直器用于在进行瞄准操作时，替换所述谱仪准直器。

可选的，所述质子绝对能谱测量装置，还包括还包括瞄准片；所述瞄准片设置在实验靶点处；所述瞄准片与所述辐射变色膜片堆栈之间的距离为5cm-10cm。

本发明还提供了一种质子绝对能谱测量装置的瞄准方法，所述瞄准方法用于上述所述的质子绝对能谱测量装置；所述瞄准方法包括：

将汤姆逊离子谱仪中谱仪准直器替换为有机玻璃准直器，调节瞄准激光笔的位置使所述瞄准激光笔发出的瞄准激光从有机玻璃准直器的第二准直孔的中心穿出，辐照在瞄准片上，并将瞄准激光笔调节后的位置确定为瞄准激光笔测量位置；

调节汤姆逊离子谱仪的位置，使得从所述瞄准片返回的瞄准激光原路返回到所述第二准直孔，并将汤姆逊离子谱仪调节后的位置确定为汤姆逊离子谱仪测量位置；

将辐射变色膜片堆栈移入到诊断区域，调节所述辐射变色膜片堆栈的位置，使得所述瞄准激光从所述辐射变色膜片堆栈的中心通孔穿出，再将所述有机玻璃准直器替换为谱仪准直器，调节所述辐射变色膜片堆栈的位置，使得所述瞄准激光从所述辐射变色膜片堆栈的中心通孔穿出，将辐射变色膜片堆栈调节后的位置确定为辐射变色膜片堆栈测量位置；

将所述辐射变色膜片堆栈移出所述诊断区域；

将第二辐射变色膜片固定在所述谱仪准直器的前端，使得所述第二辐射变色膜片的膜片通孔的轴线与所述谱仪准直器的第一准直孔的轴线重合；

将靶室密封使所述质子绝对能谱测量装置处于真空环境，并将所述辐射变色膜片堆栈移入到所述辐射变色膜片堆栈测量位置，当所述第二辐射变色膜片变色时，则实现所述质子绝对能谱测量装置的瞄准。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提出了一种质子绝对能谱测量装置及其瞄准方法，该质子绝对能谱测量装置包括：从瞄准激光发出端到实验置靶端依次设置的汤姆逊离子谱仪和辐射变色膜片堆栈；辐射变色膜片堆栈的中心开设有中心通孔；中心通孔的轴线与汤姆逊离子谱仪的进出孔的轴线重合。本发明将汤姆逊离子谱仪和辐射变色膜片堆栈结合，给出了高于某个能量激光加速质子的绝对能谱，实现了宽范围下的高精度能谱测量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一种质子绝对能谱测量装置的结构示意图；

图2为本发明实施例一种质子绝对能谱测量装置的瞄准方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例一种质子绝对能谱测量装置的结构示意图。

参见图1，本实施例的质子绝对能谱测量装置，包括：从瞄准激光发出端到实验置靶端依次设置的汤姆逊离子谱仪和辐射变色膜片(RCF)堆栈；所述辐射变色膜片堆栈的中心开设有中心通孔；所述中心通孔的轴线与所述汤姆逊离子谱仪的进出孔的轴线重合；所述汤姆逊离子谱仪用于接收激光并使所述激光穿过所述辐射变色膜片堆栈的中心通孔到达实验靶点；所述实验靶点用于接收实验打靶激光，并使所述实验打靶激光加速产生质子，所述质子辐照在所述辐射变色膜片堆栈上；所述汤姆逊离子谱仪还用于接收穿过所述辐射变色膜片堆栈的中心通孔的质子。

本实施例中靶室内设置有打靶激光发生器，所述打靶激光发生器发出的激光作为实验打靶激光，打在所述实验靶点处的实际靶上，所述实际靶吸收所述实验打靶激光，使所述实验打靶激光加速产生质子，所述质子会辐照在所述辐射变色膜片堆栈上实现离散能量角分布测量。其中，小部分质子将穿过所述辐射变色膜片堆栈的中心通孔进入所述汤姆逊离子谱仪，实现给定小空间立体角的连续质子能谱的记录。综合汤姆逊离子谱仪和辐射变色膜片堆栈这两套设备的诊断结果，并通过一定的数据处理，能够实现宽范围下的高精度能谱测量。

作为一种可选的实施方式，所述汤姆逊离子谱仪包括从所述瞄准激光发出端到所述实验置靶端依次设置的成像板1、谱仪电磁组件2和谱仪准直器3；所述成像板1和所述谱仪准直器3均与所述谱仪电磁组件2连接；所述谱仪准直器3的中心开设有第一准直孔；所述中心通孔的轴线与所述第一准直孔的轴线重合；所述中心通孔的直径大于所述第一准直孔的直径。所述第一准直孔的直径可以为0.1mm-0.5mm。其中，所述谱仪准直器3可以采用钽金属材料制备而成。

作为一种可选的实施方式，所述第一准直孔的直径为0.2mm。

作为一种可选的实施方式，所述辐射变色膜片堆栈包括膜片组4和夹具框5；所述膜片组4安装在所述夹具框5内。所述膜片组4包括沿水平方向叠放的辐射变色膜片组和金属屏蔽膜片；所述辐射变色膜片组包括多层沿水平方向紧贴叠放的第一辐射变色膜片；所述金属屏蔽膜片设置在远离所述汤姆逊离子谱仪的一侧。

作为一种可选的实施方式，所述金属屏蔽膜片和多层第一辐射变色膜片均为裁剪为5cm-10cm宽的方形膜片，且中心开有1mm-3mm的通孔。所述夹具框5的横截面为正方形，内尺寸宽为5cm-10cm，深度为1cm-2cm。所述金属屏蔽膜片可以选用25微米厚的Al膜片，第一辐射变色膜片可以选用型号为HD-V2的辐射变色膜片。

作为一种可选的实施方式，所述金属屏蔽膜片和多层第一辐射变色膜片的横向尺寸均为5cm×5cm，且中心开有3mm的通孔。所述夹具框5的内尺寸为5cm×5cm×1cm。所述夹具框5可以为铝夹具框。

作为一种可选的实施方式，所述汤姆逊离子谱仪还包括第二辐射变色膜片6；所述第二辐射变色膜片6设置在所述谱仪准直器3的前端，且位于所述汤姆逊离子谱仪和所述辐射变色膜片堆栈之间；所述第二辐射变色膜片6的中心开设有膜片通孔；所述膜片通孔的直径大于所述第一准直孔的直径。所述第二辐射变色膜片6，测量时紧贴谱仪准直器3，且设置膜片通孔的直径大于第一准直孔的直径，目的是使得质子能进入到第一准直孔内。所述第二辐射变色膜片6也可以采用型号为HD-V2的辐射变色膜片。所述膜片通孔的直径可以为3mm。

作为一种可选的实施方式，所述质子绝对能谱测量装置，还包括瞄准激光笔7；所述瞄准激光笔7用于发出所述瞄准激光并使所述瞄准激光进入所述汤姆逊离子谱仪。

作为一种可选的实施方式，所述质子绝对能谱测量装置，还包括第一调节平台8、第二调节平台和第三调节平台9。第二调节平台包括支撑杆10和二维调节平台11，所述夹具框5安装于所述支撑杆上。

所述汤姆逊离子谱仪设置在所述第一调节平台8上，所述第一调节平台8用于调节所述汤姆逊离子谱仪的位置和指向，例如实现所述汤姆逊离子谱仪的升降、横向平移、旋转和俯仰的四维调节。所述第一调节平台8的位置调节范围为±2cm，调节精度为10μm；角度调节范围为±5度，调节精度为0.1度。

所述辐射变色膜片堆栈设置在所述第二调节平台上，所述第二调节平台用于调节所述辐射变色膜片堆栈的空间位置，例如实现所述辐射变色膜片堆栈的平移和升降的二维调节。所述第二调节平台的平移调节范围为0cm-20cm，调节精度为10μm，升降调节范围为±1cm，调节精度为10μm。所述支撑杆10可以为不锈钢支撑杆。

所述瞄准激光笔7设置在所述第三调解平台上；所述第三调解平台9用于调节所述瞄准激光笔7的位置。所述瞄准激光笔7发射绿光，其发散角小于1mrad，束斑小于1mm。

作为一种可选的实施方式，所述质子绝对能谱测量装置，还包括有机玻璃准直器；所述有机玻璃准直器的中心开设有第二准直孔；所述有机玻璃准直器用于在进行瞄准操作时，替换所述谱仪准直器3。所述第二准直孔的位置和形状与谱仪准直器3的位置和形状一样。所述第二准直孔的直径可以为1mm。

作为一种可选的实施方式，所述质子绝对能谱测量装置，还包括还包括瞄准片12；所述的瞄准片12具有平整的表面，所述瞄准片12的位置和角度与实际靶的位置和角度一致，所述瞄准片12可以设置在实验靶点处。所述瞄准片12与所述辐射变色膜片堆栈之间的距离为5cm-10cm。具体的，所述瞄准片12与所述辐射变色膜片堆栈之间的距离可以为5cm。

作为一种可选的实施方式，所述瞄准片12的尺寸为1mm×1mm，所述瞄准片12可以为厚度为100μm的Cu膜。

质子绝对能谱测量装置的实现原理如下：

该质子绝对能谱测量装置通过组合辐射变色膜片堆栈和汤姆逊离子谱仪的诊断，并通过对比分析和数据拟合，实现高于某个能量质子的绝对能谱的测量。具体的，激光加速产生的质子将会依次通过金属屏蔽膜片和各层第一辐射变色膜片。部分从辐射变色膜片堆栈的中心通孔通过的质子将会依次通过汤姆逊离子谱仪的第一准直孔、谱仪电磁组件2，最后入射到成像板1上实现质子信号的记录。汤姆逊离子谱仪接收到穿过所述辐射变色膜片堆栈的中心通孔的质子后，可通过汤姆逊离子谱仪内置的对比分析(统计分析方法)和数据拟合(多项式拟合)方法，得到质子的绝对能谱。汤姆逊离子谱仪用于通过对RCF的剂量统计及高能影响扣除，给出RCF记录的离散能量质子信号强度相对于汤姆逊离子谱仪记录质子信号的比值，通过多项式拟合获得连续能量质子信号强度相对于汤姆逊离子谱仪记录质子信号强度的比值，以及用拟合后得到的比值乘以汤姆逊离子谱仪测量的能谱，即可得到绝对质子能谱。具体过程为：

质子能量沉积存在一个布拉格峰，即其主要能量沉积在其射程末端。并且相对于其射程，进行归一化后发现离子在材料中能量沉积曲线结构相同。假设归一化能量曲线方程为f(x)，(0<x<1，f(x)≤1)。辐射变色膜片堆栈中第一辐射变色膜片的片数为N。其中第1片朝向质子入射方向。实验结束后对每一层RCF的剂量进行统计，统计包括两种统计。

(1)对整个片子剂量进行统计，能量为E(i)的质子所处的布拉格峰位于第i层辐射变色膜片所处的位置。第i层辐射变色膜片的统计剂量为D(i)，则第i层辐射变色膜片对应能量E(i)所对应的统计剂量为统计剂量D(i)减去高能质子产生的剂量沉积，即

(2)对接近准直孔处与准直孔相同面积的辐射变色膜片上的剂量进行统计。第i层的统计剂量为dD(i)，则第i层辐射变色膜片对应的能量E(i)所对应的统计剂量为

步骤(1)的统计值除以步骤(2)的统计值，得到

然后把所有辐射变色膜片的该比值进行统计，即得到离散能量的比值D_ratio(E(i))，然后对该统计数据进行多项式拟合，即可得到该比值随能量的变化关系D_ratio(E)。

使用汤姆逊谱仪可以给出通过准直孔的质子的连续能谱分布I(E)，于是实际的质子绝对能谱分布即为I_abs(E)＝I(E)×D_ratio(E)。

测量中由于低能质子数量较多，可能第一片(甚至第二片)辐射变色膜片计数饱和，从而无法给出低能质子的绝对能谱，但是该方法是可以给出高于某个能量质子的绝对能谱的。

在测量过程中，辐射变色膜片堆栈距离实验靶点5cm-10cm左右，如果测量前直接把该辐射变色膜片堆栈放置在诊断区域(位置)，会影响实验靶室内瞄靶系统的工作。因此测量前都是先把该辐射变色膜片堆栈移出诊断位置。待测量正式打靶时再将该辐射变色膜片堆栈移入到诊断位置。因此诊断过程涉及到该辐射变色膜片堆栈的精确复位。该辐射变色膜片堆栈的位置复位精度不好可能会影响后面汤姆逊谱仪的信号采集。另一方面，汤姆逊离子谱仪整体封装，谱仪准直器通常采用厚度几mm-1cm的重金属材料制作，且中心准直孔仅百微米左右，直接采用激光瞄准很难。因此，本发明还提供了一种质子绝对能谱测量装置的瞄准方法，所述瞄准方法用于上述所述的质子绝对能谱测量装置。图2为本发明实施例一种质子绝对能谱测量装置的瞄准方法的流程图。

参见图2，所述瞄准方法包括：

(1)瞄准光路的确定

测量前，将汤姆逊离子谱仪中谱仪准直器3替换为有机玻璃准直器，即把有机玻璃准直器的准直孔放置于实际准直孔的位置。瞄准激光笔7位于汤姆逊离子谱仪的成像板1之后。调节瞄准激光笔7的位置使所述瞄准激光笔7发出的瞄准激光从有机玻璃准直器的第二准直孔的中心穿出，辐照在瞄准片12上，在瞄准片12上可见瞄准激光的圆形衍射光斑，将瞄准激光笔7调节后的位置确定为瞄准激光笔测量位置，即实现了瞄准光路的确定。

(2)瞄准角度的确定

调节汤姆逊离子谱仪的位置，使得从所述瞄准片12返回的瞄准激光原路返回到所述第二准直孔，并将汤姆逊离子谱仪调节后的位置确定为汤姆逊离子谱仪测量位置，即实现了谱仪瞄准角度的确定。

通过(1)和(2)两个步骤，可以实现汤姆逊离子谱仪对靶法线的瞄准，从而满足诊断靶背法线质子能谱的诊断需求。

(3)辐射变色膜片堆栈诊断位置的确定

将辐射变色膜片堆栈移入到诊断区域，调节所述辐射变色膜片堆栈的位置，使得所述激光从所述辐射变色膜片堆栈的中心通孔穿出，再取下有机玻璃准直器，换上实际的准直器，即将所述有机玻璃准直器替换为谱仪准直器3。此时调节所述辐射变色膜片堆栈的位置，使得所述瞄准激光从所述辐射变色膜片堆栈的中心通孔穿出，将辐射变色膜片堆栈调节后的位置确定为辐射变色膜片堆栈测量位置。然后将所述辐射变色膜片堆栈移出所述诊断区域。

(4)实际实验的校验。

将第二辐射变色膜片6固定在所述谱仪准直器3的前端，使得所述第二辐射变色膜片6的膜片通孔的轴线与所述谱仪准直器3的第一准直孔的轴线重合，即使得第二辐射变色膜片6的膜片通孔覆盖住谱仪准直器3的第一准直孔。

靶室封盖，抽真空，使所述质子绝对能谱测量装置处于真空环境，并将所述辐射变色膜片堆栈移入到所述辐射变色膜片堆栈测量位置，当所述第二辐射变色膜片6变色时(第二辐射变色膜片6的膜片通孔附近变色时)，即证明质子可以通过辐射变色膜片堆栈，到达第一准直孔，此时实现了所述质子绝对能谱测量装置的瞄准，否则需要重复步骤(3)，从而实现汤姆逊离子谱仪的能谱诊断，得到宽范围下的高精度的质子的绝对能谱。

该质子绝对能谱测量装置的瞄准方法可以同时实现对汤姆逊离子谱仪和辐射变色膜片堆栈的快速瞄准，并且可以检测辐射变色膜片堆栈是否对汤姆逊离子谱仪的诊断形成干扰。

本发明具有以下优点：

(1)本发明质子绝对能谱测量装置，通过组合辐射变色膜片堆栈和汤姆逊离子谱仪的诊断，对两者测量的数据进行对比分析和数据拟合，可以给出高于某个能量激光加速质子的绝对能谱。

(2)采用有机玻璃准直器的第二准直孔代替谱仪准直器3的第一准直孔(实际准直孔)，可实时观测瞄准激光指向，将激光指向调节由盲调变为精准调节，实现快速的激光指向瞄准；因汤姆逊谱仪整体封装，无法观测瞄准光路的指向，而且汤姆逊谱仪实际准直孔孔径仅有百微米量级，通过盲调将瞄准光穿出准直孔难度极大。本实施例中更换为孔径为1mm的有机玻璃准直孔，一方面可以观测瞄准激光指向，实现快速的激光指向调节，另一方面，汤姆逊谱仪实际准直孔孔径仅有百微米量级，会发生明显的衍射效应，导致瞄准光路精度差，更换为1mm的孔径对瞄准激光有限孔作用，同时又不会发生明显的衍射效应，因此瞄准光路更加准直。

(3)在准直孔前放置一片中心开孔的辐射变色膜片，可以对瞄准效果进行检测，便于确认是否是辐射变色膜片堆栈对汤姆逊离子谱仪的诊断形成干扰。测量时，由于辐射变色膜片堆栈距离实验靶点很近，测量前如果直接把辐射变色膜片堆栈放置在诊断位置，会影响瞄靶系统的工作。因此测量前都是先把辐射变色膜片堆栈移出诊断位置。待测量正式打靶时再将辐射变色膜片堆栈移入到诊断位置。因此诊断过程涉及到辐射变色膜片堆栈的精确复位。如果复位不准，将会影响实验结果的分析。因此，本发明中的质子绝对能谱测量装置的瞄准方法能够进一步提高质子绝对能谱测量的准确性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种质子绝对能谱测量装置，其特征在于，包括：从瞄准激光发出端到实验置靶端依次设置的汤姆逊离子谱仪和辐射变色膜片堆栈；所述辐射变色膜片堆栈的中心开设有中心通孔；所述中心通孔的轴线与所述汤姆逊离子谱仪的进出孔的轴线重合；所述汤姆逊离子谱仪用于接收瞄准激光并使所述瞄准激光穿过所述辐射变色膜片堆栈的中心通孔到达实验靶点；所述实验靶点用于接收实验打靶激光，并使所述实验打靶激光加速产生质子，所述质子辐照在所述辐射变色膜片堆栈上；所述汤姆逊离子谱仪还用于接收穿过所述辐射变色膜片堆栈的中心通孔的质子。

2.根据权利要求1所述的一种质子绝对能谱测量装置，其特征在于，所述汤姆逊离子谱仪包括从所述瞄准激光发出端到所述实验置靶端依次设置的成像板、谱仪电磁组件和谱仪准直器；所述成像板和所述谱仪准直器均与所述谱仪电磁组件连接；所述谱仪准直器的中心开设有第一准直孔；所述中心通孔的轴线与所述第一准直孔的轴线重合。

3.根据权利要求1所述的一种质子绝对能谱测量装置，其特征在于，所述辐射变色膜片堆栈包括沿水平方向叠放的辐射变色膜片组和金属屏蔽膜片；所述辐射变色膜片组包括多层沿水平方向叠放的第一辐射变色膜片；所述金属屏蔽膜片设置在远离所述汤姆逊离子谱仪的一侧。

4.根据权利要求2所述的一种质子绝对能谱测量装置，其特征在于，所述中心通孔的直径大于所述第一准直孔的直径。

5.根据权利要求2所述的一种质子绝对能谱测量装置，其特征在于，所述汤姆逊离子谱仪还包括第二辐射变色膜片；所述第二辐射变色膜片设置在所述谱仪准直器的前端，且位于所述汤姆逊离子谱仪和所述辐射变色膜片堆栈之间；所述第二辐射变色膜片的中心开设有膜片通孔；所述膜片通孔的直径大于所述第一准直孔的直径。

6.根据权利要求5所述的一种质子绝对能谱测量装置，其特征在于，还包括瞄准激光笔；所述瞄准激光笔用于发出所述瞄准激光并使所述瞄准激光进入所述汤姆逊离子谱仪。

7.根据权利要求6所述的一种质子绝对能谱测量装置，其特征在于，还包括第一调节平台、第二调节平台和第三调节平台；所述汤姆逊离子谱仪设置在所述第一调节平台上，所述第一调节平台用于调节所述汤姆逊离子谱仪的升降、横向平移、旋转和俯仰；所述辐射变色膜片堆栈设置在所述第二调节平台上，所述第二调节平台用于调节所述辐射变色膜片堆栈的平移和升降；所述瞄准激光笔设置在所述第三调解平台上；所述第三调解平台用于调节所述瞄准激光笔的位置。

8.根据权利要求6所述的一种质子绝对能谱测量装置，其特征在于，还包括有机玻璃准直器；所述有机玻璃准直器的中心开设有第二准直孔；所述有机玻璃准直器用于在进行瞄准操作时，替换所述谱仪准直器。

9.根据权利要求8所述的一种质子绝对能谱测量装置，其特征在于，还包括瞄准片；所述瞄准片设置在实验靶点处；所述瞄准片与所述辐射变色膜片堆栈之间的距离为5cm-10cm。

10.一种质子绝对能谱测量装置的瞄准方法，其特征在于，所述瞄准方法用于权利要求9所述的质子绝对能谱测量装置；所述瞄准方法包括：

将汤姆逊离子谱仪中谱仪准直器替换为有机玻璃准直器，调节瞄准激光笔的位置使所述瞄准激光笔发出的瞄准激光从有机玻璃准直器的第二准直孔的中心穿出，辐照在瞄准片上，并将瞄准激光笔调节后的位置确定为瞄准激光笔测量位置；

调节汤姆逊离子谱仪的位置，使得从所述瞄准片返回的瞄准激光原路返回到所述第二准直孔，并将汤姆逊离子谱仪调节后的位置确定为汤姆逊离子谱仪测量位置；

将辐射变色膜片堆栈移入到诊断区域，调节所述辐射变色膜片堆栈的位置，使得所述瞄准激光从所述辐射变色膜片堆栈的中心通孔穿出，再将所述有机玻璃准直器替换为谱仪准直器，调节所述辐射变色膜片堆栈的位置，使得所述瞄准激光从所述辐射变色膜片堆栈的中心通孔穿出，将辐射变色膜片堆栈调节后的位置确定为辐射变色膜片堆栈测量位置；

将所述辐射变色膜片堆栈移出所述诊断区域；

将第二辐射变色膜片固定在所述谱仪准直器的前端，使得所述第二辐射变色膜片的膜片通孔的轴线与所述谱仪准直器的第一准直孔的轴线重合；

将靶室密封使所述质子绝对能谱测量装置处于真空环境，并将所述辐射变色膜片堆栈移入到所述辐射变色膜片堆栈测量位置，当所述第二辐射变色膜片变色时，则实现所述质子绝对能谱测量装置的瞄准。

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