CN201975365U - 一种用于在线监测15MeV以上质子束流的透射电离室 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于在线监测15MeV以上质子束流的透射电离室，该装置为平板电离室，主要由高压极、收集极、绝缘体、电极压片、壳体组成，高压极与收集极之间充有空气；壳体由上壳体和下壳体组成；下壳体上安装销钉，通过销钉依次将电极压片、绝缘体、电极压片固定在下壳体上；在绝缘体与上下电极压片之间分别装有高压极和收集极。该实用新型提供了一种结构简单，体积小巧，操作简便，能够在空气中使用，且能直接在质子运动方向上在线监测入射质子的束流强度变化的透射电离室。
Description
技术领域
本实用新型涉及辐射监测技术领域，特别涉及一种用于在线监测15MeV以上质子束流的透射电离室。
背景技术
由于HI-13串列加速器是个非稳态辐射源，其所提供的质子束流不够稳定，因此会给测量结果带来很大影响。为了修正因质子束流变化带来的影响，必须选择合适的探测器和适当的方法对质子束流进行在线监测。目前国内外用于测量质子束流的探测器主要有法拉第筒、金硅面垒探测器和透射电离室等。
法拉第筒一般在加速器调束时使用，调束前需将法拉第筒置于实验管道中心，然后出束利用法拉第筒进行束流测量，致使入射粒子被法拉第筒全部挡住，只有在调束结束并将法拉第筒移出质子运行管道后才能进行实验工作，因此法拉第筒无法作为在线束流监测探测器。另外，由于空气的电离密度较大，为了获得可靠的结果，法拉第筒必须在真空环境中使用，在一定程度上限制了其应用范围。
金硅面垒探测器也是加速器上常用的一种探测器，一般作为在线束流监测探测器而被固定于真空侧向管道中。为了使侧向获得一定强度的束流，需利用散射膜将粒子束斑散开。但侧向在线束流监测的前提是散射膜上束斑的位置和面积保持不变，这样才能保持质子实验管道和侧向位置处的比例关系保持不变，从而保证侧向监测所得束流大小的变化准确反映出质子运行方向的束流变化情况。但从实际使用情况来看，加速器的束斑位置并不稳定，时常发生不规则的跳动而导致束斑位置偏移的情况，而且束斑形状即束斑面积也存在一定的变化，即使在散射膜前端加一小准直孔也难以完全解决束斑跳动和形变带来的影响，致使质子运行方向和侧向的比例关系发生改变，而这种比例关系变化的大小还与散射膜的方向、散射膜的平整度、散射膜与束流的垂直度以及金硅面垒探测器与散射膜的距离等因素有关，因此利用金硅面垒探测器进行侧向的在线束流监测尚存在一定问题。另外，金硅面垒探测器在用于质子辐照时，由于易受辐射损伤，还受到质子束流强度的限制，一般不能超过10-14A，而且需在真空中使用，这也在一定程度上限制了其应用范围。
为了解决上述质子在线束流监测的问题，国际上采用穿透型电离室在粒子运行方向上进行在线束流监测。透射电离室也被应用于无损探伤电子直线加速器的束流监测。不过目前国内外文献公开报道的穿透电离室的结构都较为复杂，且周围环境要求较高。
发明内容
本实用新型克服了现有技术中的不足，提供了一种结构简单，体积小巧，操作简便，能够在空气中使用，且能直接在质子运动方向上在线监测入射质子的束流强度变化的透射电离室。
为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种用于在线监测15MeV以上质子束流的透射电离室，该装置为平板电离室，主要由高压极、收集极、绝缘体、电极压片、壳体组成，关键在于，高压极与收集极之间充有空气；壳体由上壳体和下壳体组成；下壳体上安装销钉，通过销钉依次将下电极压片、绝缘体、上电极压片固定在下壳体上；在绝缘体与上下电极压片之间分别装有高压极和收集极。
本实用新型还可以：所述的上壳体通过螺纹与下壳体旋紧。所述的销钉在下壳体上按圆周平均分布3个。所述的高压极和收集极的材质均为金膜，且极间距为3mm。所述的绝缘体为有机玻璃材料。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本装置为平板电离室结构，高压极和收集极较薄，能够使15Mev以上质子通过时对其后端的束流影响较小。利用上下两个电极压片与绝缘体配合，使电极展平并保持平行，紧固于绝缘体与电极压片之间。透射电离室体积小、结构简单，操作使用方便，且能够在空气中在线使用。
附图说明
图1装置的结构示意图
1高压极、2收集极、3绝缘体、4上电极压片、5下壳体、6销钉、7上壳体、8下电极压片
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
一种用于在线监测15Mev以上质子束流的透射电离室，如图1所示，该装置为平板电离室，工作在饱和区，主要由高压极1、收集极2、绝缘体3、电极压片、壳体组成。高压极1与收集极2之间充有空气。壳体由上壳体7和下壳体5组成；下壳体7上安装销钉6，本实施采用3颗销钉6按圆周平均分布，通过销钉6依次将下电极压片8、绝缘体3、上电极压片4固定在下壳体5上；上壳体7通过螺纹与下壳体5旋紧。在绝缘体3上下分别装有高压极1和收集极2，利用电极压片4、8使电极展平并保持平行，紧固于绝缘体3与电极压片之间。其中高压极1和收集极2分别通过电缆与读数系统连接。在电缆的接头处和电离室的引入点处，通过填入有机玻璃绝缘材料，降低收集极2引线间隙中的空气电离引起的杂散电流。读数系统包括静电计和计算机。
本实施例中透射电离室入射窗直径为15mm，高压极1和收集极2均采用质量厚度为5.8mg/cm2的金膜，且极间距为3mm，工作气体为空气。绝缘体3和电极压片4、8均为绝缘电阻大于1016Ω有机玻璃材料，具有良好的耐辐照性能和防潮特性，有效降低了电离室的本征漏电流。
透射电离室的工作原理是：
当质子穿过电离室灵敏体积中的气体时，因电离产生的电子和正离子，在电场的作用下分别向电离室的两极1、2运动，到达收集极2的离子电荷通过信号传输电缆传送到读数系统中的静电计及计算机上进行数据获取，记录不同时间下对应的电流值，这样就可以通过对一定时间内的电流值进行积分，从而对该时间段内的测量结果进行修正。
Claims (5)
1.一种用于在线监测15MeV以上质子束流的透射电离室，该装置为平板电离室，主要由高压极、收集极、绝缘体、电极压片、壳体组成，其特征在于，高压极与收集极之间充有空气；壳体由上壳体和下壳体组成；下壳体上安装销钉，通过销钉依次将下电极压片、绝缘体、上电极压片固定在下壳体上；在绝缘体与上下电极压片之间分别装有高压极和收集极。
2.根据权利要求1所述的一种用于在线监测15MeV以上质子束流的透射电离室，其特征在于，所述的上壳体通过螺纹与下壳体旋紧。
3.根据权利要求1所述的一种用于在线监测15MeV以上质子束流的透射电离室，其特征在于，所述的销钉在下壳体上按圆周平均分布3个。
4.根据权利要求1所述的一种用于在线监测15MeV以上质子束流的透射电离室，其特征在于，所述的高压极和收集极的材质均为金膜，且极间距为3mm。
5.根据权利要求1所述的一种用于在线监测15MeV以上质子束流的透射电离室，其特征在于，所述的绝缘体和电极压片均为有机玻璃材料。
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