NO172871B - Fremgangsmaate og apparat for aa lokalisere noeytrale partikler - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører spesielt et apparat for

å detektere og lokalisere partikler i en fluks av nøytrale partikler som utsendes av en kilde og som forplanter seg innenfor en romvinkel med begrenset apertur definert omkring en middelretning, hvilket apparat omfatter: en hovedsakelig plan, massiv omformer for anbringelse ved streifende innfall i forhold til middelretningen, hvilken omformer er egnet for frembringelse av elektriske ladninger når den treffes av de nøytrale partikler;

en ladnings-forsterkningsanordning for å heve ladningene til et elektrisk potensial som er forskjellig fra potensialet til omformeren og for å forsterke ladningene ved stimulert ionisering av en omgivende gass;

en ladnings-samleanordning som omfatter langstrakte ledere som er elektrisk isolert fra hverandre, som er hovedsakelig parallelle med hverandre og med omformeren, og som hver sammen med fluksens middelretning danner et plan som er hovedsakelig perpendikulært med omformeren; og

en omhylling som er gjennomtrengelig for nøytronpartiklene og som inneholder omformeren, ladnings-forsterkningsanordningen, ladnings-samleanordningen og gassen.

Apparater av denne type er beskrevet i Europeisk patent-søknad publisert under nummeret 0 228 933.

Dette tidligere kjente apparatet gjør det mulig å oppnå avbildninger med meget høy kvalitet av gjenstander som har stor størrelse og høy densitet, og som blir bestrålt av en kilde for nøytrale partikler, slik som røntgenstråle-fotoner, gammastråle-fotoner eller nøytroner, idet gjenstandene er anbragt mellom kilden og apparatet og blir avsøkt.

Spesielt har dette tidligere kjente apparatet gjort det mulig å oppnå bilder av bestrålte gjenstander med et tidligere uoppnålig kontrastnivå.

Den usedvanlige interesse dette tidligere kjente apparatet har vakt hos fagfolk på området, har ledet til forsøk på optimalisering for å gi dette tidligere apparatet bestemte kvaliteter sammenlignet med andre kjente systemer, ikke bare ved fremstilling av bilder av objekter som er meget voluminøse og tette, men også ved avbildning av gjenstander som er mindre i størrelse, idet en slik anvendelse allerede er mulig med det tidligere kjente apparat selv om det for denne anvendelse, er beheftet med begrensninger i oppløsning som er mer alvorlige enn hva man kjenner fra konvensjonelle systemer.

Foreliggende oppfinnelse ble tilveiebragt i denne forbind-else og med dette formål, og den gir den ytterligere fordel at forbedringene ved det tidligere apparat gjelder alle.anvendelser av dette.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et apparat for deteksjon og lokalisering av partikler i en fluks av nøytrale partikler som utsendes av en kilde og som forplanter seg innenfor en romvinkel med begrenset apertur definert omkring en middelretning, hvilket apparat omfatter: en hovedsakelig, plan massiv omformer for anbringelse ved streifende innfall i forhold til middelretningen, idet omformeren er egnet for frembringelse av elektriske ladninger når den treffes av de nøytrale partikler;

en ladnings-forsterkningsanordning for å heve ladningene til et elektrisk potensial som er forskjellig fra potensialet til omformeren, og for å forsterke ladningene ved stimulert ionisering av en omgivende gass;

en ladnings-samleanordning som omfatter langstrakte ledere som er elektrisk isolert fra hverandre, som er hovedsakelig parallelle med hverandre og med omformeren, og som hver sammen med fluksens middelretning, danner et plan som er hovedsakelig perpedikulært til omformeren; og

en omhylling som er gjennomtrengelig for de nøytrale partikler og som inneholder omformeren, ladnings-forsterker-anordningen, ladnings-samleanordningen og gassen;

hvilket apparat erkarakterisert vedat ladnings-forsterkningsanordningen omfatter elektrisk ledende linjer som er forskjellige fra de ladningssamlende ledere, og ved at de ladningssamlende ledere kan forbindes med et elektrisk potensial nær omformerens potensial.

Uttrykket "elektrisk potensial nær potensialet til omformeren" er her brukt for å betegne et elektrisk potensial som kan være identisk med omformerens, men som i alle tilfelle er nærmere potensialet til omformeren enn potensialet til ladnings-forsterkningsanordningen er. Ettersom de ladningene som blir forsterket ved stimulert ionisering, er negative, er de innsamlede ladninger positive slik at de ladningssamlende ledere virker som katoder.

Mens de langstrakte ladningssamlende ledere i det tidligere kjente apparat også tjener til ladningsforsterkning, er det i apparatet ifølge oppfinnelsen tilveiebragt fullstendig separate forsterkningsanordninger og ladnings-forsterkningsanordninger.

Ved å atskille konstruksjonsbegrensningene som for det første gjelder ladnings-forsterkningsanordningen og for det annet ladnings-samleanordningen gjøres det mulig å unngå de kompromisser som begrenser det tidligere kjente systems oppløsning.

Når det nærmere bestemt var nødvendig å anbringe ladnings-forsterkningsanordningen ved et ganske høyt potensial i forhold til omformeren for å oppnå et stimulert ioniseringsfenomen slik som et Townsend-skred, og for å holde de ladningsforsterkende lederlinjene ganske langt borte fra hverandre for å sikre at det påtrykte elektriske felt ble fordelt på en måte som var kompatibel med utnyttelsen av forsterkningsfenomenet, hadde begrensningen på den minste avstand mellom linjene den direkte konsekvens at systemets oppløsning ble begrenset siden disse linjene også ble brukt til å samle ladninger og deres avstand bestemte systemets oppløsning.

Ved å kvitte seg med denne begrensningen og derved gjøre det mulig å redusere avstanden mellom de ladningssamlende ledere, utvider oppfinnelsen oppløsningsgrensen for det tidligere kjente apparat til grenser som settes av teknologien.

I en spesiell utførelsesform av apparatet ifølge oppfinnelsen er de ladningssamlende ledere anbragt i umiddelbar nærhet av minst én av flatene til omformeren, og de er atskilt fra denne med et lag isolerende materiale.

I en annen utførelsesform er omformeren bygget opp av elementer i ett og samme plan som utgjør de ladningssamlende ledere.

Ladnings-forsterkningslinjene er fortrinnvis anordnet i minst ett plan som er hovedsakelig parallelt med omformerens plan og som hvert strekker seg hovedsakelig transversalt i forhold til den retning i hvilken de ladningssamlende ledere strekker seg.

Uttrykket "hovedsakelig transversalt" blir her brukt som et synonym for "ikke tilnærmet parallell", med andre ord som strekker seg i en vinkel som er perpendikulær eller spiss, f.eks. ved en vinkel som ikke er mindre enn 20°.

Når apparatet blir brukt til avbildning av gjenstander med lite volum, er det mulig å bringe kilden for nøytrale partikler nærmere apparatet, og i dette tilfelle blir det fordelaktig at de ladningssamlende ledere, mens de forblir hovedsakelig parallelle med hverandre, orienteres på en slik måte at deres retninger konvergerer mot kilden for nøytrale partikler.

Denne spesielle anordning av de ladningssamlende ledere hvor de ikke lenger er nøyaktig parallelle med hverandre, men bare er tilnærmet parallelle, gjør det mulig å flytte kilden og apparatet nærmere hverandre mens parallakse-^problemer unngås. Ved at de er nærmere sammen, blir det antall partikler som når apparatet øket, og derved oppnås enda bedre kontrast i de resulterende avbildninger.

Uavhengig av den nærliggende kilden gjør dette arrangementet det i tillegg mulig å tilveiebringe detektorer med store dimensjoner som likevel ikke er beheftet med parallakse-effekter. Ifølge oppfinnelsen blir denne anbringelsen gjort meget lett siden de ladningssamlende ledere er uavhengige av ladnings-forsterkningslinjene slik at anbringelsen av disse ledere kan velges uten å gi opphav til fordelingsproblemer i det skredfrembringende elektriske felt.

I en industriell implementering av apparatet ifølge oppfinnelsen omfatter det isolerende materiale fortrinnsvis et polymerark og de ladningssamlende ledere utgjøres av kobberspor etset på polymerarket. Oppfinnelsen tilveiebringer også en fremgangsmåte for å detektere og lokalisere partikler i en fluks av nøytrale partikler som utsendes av en kilde og forplanter seg innenfor en romvinkel med begrenset apertur definert omkring en middelretning idet fremgangsmåten omfatter: mottagelse av partiklene på en hovedsakelig plan, massiv omformer anbragt ved streifende innfall i forhold til partikkel fluksens middelretning for derved å frembringe elektriske ladninger fra de nøytrale partikler;

forsterkning av ladningene ved stimulert ionisering av en omgivende gass; og

samling av de ladninger som er tilstede i minst ett plan som er hovedsakelig parallelt med omformeren ved forskjellige posisjoner i avstand fra hverandre langs en retning som er hovedsakelig parallell med partikkelfluksens middelretning;

og fremgangsmåten erkarakterisert vedat innsamlingen av ladninger består i å samle ladninger med polaritet motsatt polariteten av de ladninger som forsterkes ved ionisering.

I en versjon av fremgangsmåten som er særlig egnet for avbildning, blir ladningene samlet langs ladningssamlende spor som er atskilt fra hverandre langs eh retning som er hovedsakelig perpendikulær til partikkelfluksens middelretning, og disse sporene kan konvergere mot kilden for nøytrale partikler.

Ladningsforsterkning omfatter tilveiebringelse av minst

ett elektrisk potensiale som er forskjellig fra potensialet til omformeren langs en rekke linjer i et plan som er parallelt med omformeren, idet linjene fortrinnsvis strekker seg hovedsakelig transversalt i forhold til de ladningssamlende spor.

Denne anbringelsen er særlig fordelaktig ved at de ladninger som genereres ved stimulert ionisering for hver ioniseringspartikkel som leveres fra omformeren, kan spre seg over to tilstøtende elektriske potensiallinjer uten at de detekterte ladninger (dvs. de tilsvarende ladninger av motsatt polaritet innsamlet på sporene) behøver å nå to forskjellige ladningssamlende spor. Ettersom hvert spor er anbragt transversalt til linjene, svarer det til en flerhet med linjer. Denne anbringelsen bidrar derfor også til å forbedre apparatets oppløsning.

Andre kjennetegn og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå tydelig av den følgende beskrivelse som er gitt som et ikke-begrensende eksempel og under henvisning til de vedføyde tegninger, hvor: fig. 1 er et skjematisk oppriss av et system som benytter fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen;

fig. 2 er et sideriss av systemet på fig. 1 sett langs pil II på fig. 1;

fig. 3 er en perspektivskisse av et deteksjonsapparat som er egnet i systemet på fig. 1;

fig. 4 er et teoretisk skjema som illustrerer fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen og virkemåten til en første utførelsesform av apparatet på fig. 3;

fig. 5 er en utspilt skisse av en deteksjons-delanordning fra apparatet på fig. 3; og

fig. 6 er et teoriskjerna maken til det på fig. 4 og viser virkemåten til en annen utførelsesform av apparatet på fig. 3.

på fig. 1 betegner henvisningstall 1 en kilde for nøytrale partikler, f.eks. røntgenstråler, gammastråle-fotoner eller nøytroner. I en typisk anvendelse av oppfinnelsen er kilden 1 en røntgenstråle-kilde hvis energi ligger i området 250 keV til 750 keV.

Partikkelfluksen som utsendes av kilden, blir redusert av en første kollimator 2 til en eksitasjonsstråle 3 rettet hovedsakelig mot et sett med detektorer 4 båret av en ramme 5.

En eller flere plater 6 av materialet som er ugjennomsiktig for de utsendte nøytrale partikler, f.eks. bly når det brukes røntgenstråler, er anbragt mellom kilden 1 og detektorene 4 i umiddelbar nærhet av detektorene med platen eller hver plate anordnet med rettlinjede slisser 7 som hver utgjør en kollimator som er spesifikk for en tilsvarende detektor 4.

En translasjonsanordning representert av en vogn 8 som er egnet for bevegelse langs den retning som antydes av pilen 9, er tilveiebragt for å bevege seg gjennom eksitasjonsstrålen 3 for derved å tjene til å føre en gjenstand 10 som skal under-søkes, slik at gjenstanden passerer gjennom strålen 3 mens den beveges i translasjon.

Kollimeringsslissene 7 strekker seg perpendikulært til den translasjonsretning som antydes av pilen 9.

Fig. 3 viser en av detektorene 4 mer detaljert.

Detektoren er egnet for apparatet ifølge oppfinnelsen og omfatter, på samme måte som allerede beskrevet i ovennevnte publiserte EP-patentsøknad, en gassholdig omhyIling 11 som er gjennomtrengelig for nøytrale partikler, og en deteksjonsanord-ning 12 som understøttes av en brakett 13.

Gassen kan utgjøres av enhver gassblanding som er egnet

for å gi opphav til ladningsforsterkning ved stimulert ionisering av gassen, f.eks. ved forekomst av "Townsend-skred"-fenomenet, som er velkjent for fagfolk på området. For dette formål kan gassen være en blanding som omfatter 70% argon og 30% etan,

idet etan utgjør et slukkemiddel. Gassens trykk kan være omkring en bar.

Deteksjonsanordningen 12 som er beskrevet mer detaljert under henvisning til fig. 4 og 5, er hovedsakelig av plan form. Den blir understøttet av braketten 13 slik at fluksen med nøytralpartikler avskjæres ved streifende innfall, hvilken fluks har passert gjennom gjenstanden 3 og kollimatorslissen 7 og forplanter seg i form av et plant ark 14.

Både deteksjonsanordningen 12 og arkfluksen 14 er fortrinnsvis perpendikulære til det plan som er perpendikulært til den rettlinjede slissen 7 i den tilsvarende slissekollimator.

Som vist på fig. 3 forplanter arkfluksen 14 seg innenfor

en romvinkel hvis åpning eller apertur er begrenset av kollimatorslissen 7, hvilken romvinkel strekker seg omkring en middelretning 15 som svarer til banen for en partikkel som passerer gjennom midten av slissen 7.

Arkfluksen 14 som passerer gjennom en del av gjenstanden 10, har en partikkel-intensitetsfordeling i en retning perpendikulær til sin forplantningsretning, som er representativ for beskaffenheten og tykkelsen av det materiale den har passert gjennom, og funksjonen til deteksjonsanordningen 12 er å detektere denne intensitetsfordelingen.

Som vist på fig. 2 er detektorene anbragt i en overlappende konfigurasjon slik at hver del av en gjenstand 10 som bestråles av eksiteringsstrålen 3, blir observert av minst én detektor.

I tillegg til de deler som er beskrevet ovenfor, er hver detektor 4 forsynt med en ventil (ikke vist) for innslipping av gass, og også med forseglede gjennomføringer (heller ikke vist) for å transportere et ytre elektrisk potensial +V til deteksjonsanordningen 12 og for å føre de elektriske signaler som frembringes av anordningen ut fra omhyIlingen, hvilke signaler er representative for partikkelintensitets-fordelingen i arkfluksen, og således for beskaffenheten og tykkelsen av det materiale som fluksen har forplantet seg gjennom, idet signalene blir transportert ved hjelp av ledere 16.

Fig. 4 er et skjema som viser deteksjonsanordningen 12 mer detaljert.

En slik anordning omfatter en faststoff-omformer, en ladnings-forsterkningsanordning og en ladnings-samleanordning.

Omformeren er i form av en plan plate 17 anbragt ved streifende innfall i forhold til fluksen 14, idet innfalls-vinkelen er forskjellig fra null, men mindre enn 10° f.eks., og den er fortrinnsvis omkring 1°. Når det brukes røntgenstråler, utgjøres denne omformeren f.eks. av en plate av tantal med en tykkelse som ligger i området 50 mikrometer til 200 mikrometer.

Funksjonen til omformeren er å produsere ioniserende partikler inne i omhyllingen når den treffes av de nøytrale partiklene fra fluksen 14. Banen til en ioniserende partikkel er vist symbolsk på fig. 4 ved hjelp av en stiplet linje Tl.

Ladnings-forsterkningsanordningen omfatter f.eks. elektrisk ledende linjer 18 som fortrinnsvis er i form av meget fine tråder koblet til en ekstern potensialkilde som holder dem på et positivt potensial +V, hvilket potensial er omkring 3000 volt f.eks. Trådene 18 kan være laget av rustfritt stål eller av f.eks. gullplettert wolfram. De har en diameter på 50 mikrometer og de er anbragt mer eller mindre parallelle med hverandre og omkring 2,5 millimeter fra hverandre i et plan som er mer eller mindre parallelt med omformeren og som har en avstand på omkring 2 millimeter fra denne. De strekker seg også hovedsakelig transversalt i forhold til middelretningen til forplantningen 15 av de nøytrale partikler.

De ioniserende partikler slik som den partikkelen som forplanter seg langs Tl, gir opphav til elektriske ladninger tatt fra gassmolekylene i omhyllingen 11, og mer nøyaktig gir de opphav til negativt ladede elektroner og til positive ioner.

Elektronene blir sterkt trukket mot de elektriske linjer som er koblet til det positive elektriske potensial +V, og de gir igjen opphav til elektriske ladninger, f.eks. på grunn av skredeffekten, idet alle de negative ladningene blir trukket mot linjene 18. Dette fenomenet med at negative ladninger blir tiltrukket av linjene 18, er representert symbolsk på fig. 4 med heltrukne piler slik som T2.

I tillegg til omformeren og ladnings-forsterkningsanordningen som er beskrevet ovenfor, omfatter hver deteksjonsanord-ning 12 ifølge oppfinnelsen også ladnings-samleanordninger.

Selvom uttrykket "ladnings-samleanordninger" a priori kunne anvendes på linjene 18 som samler negative ladninger, blir dette uttrykket her brukt til å betegne anordninger som er separate fra disse linjene.

Spesielt omfatter ladnings-samleanordningene spor 19 forbundet med de ovennevnte ledere 16, eller de utgjøres av disse lederne.

Sporene 19 utgjørs av elektriske ledere forbundet med et elektrisk potensial nær potensialet til omformeren, med andre ord et potensial som er negativt i forhold til potensialet +V til linjene 18. Selv om de er ved samme potensial eller et lignende potensial, er sporene 19 elektrisk isolert fra hverandre og også fra omformeren. Selv om omformeren kunne være elektrisk isolert for å innta et elektrisk flytende potensial, er det fordelaktig at omformeren er koblet til jordpotensial og at sporene 19 også er koblet til jordpotensial, men via kondensatorer slik som 25.

Under disse forhold oppfører sporene seg ikke identisk med linjene 18 som bare er ansvarlig for ladningsforsterkning, likevel virker de symmetrisk i forhold til disse med hensyn til ladningsinnsamling, og mer nøyaktig virker de som katoder. De positive ioner som skapes av skredfenomenene, blir tiltrukket av det negative potensial i forhold til disse, til sporene 19, og de blir samlet av sporene. Dette fenomenet er representert symbolsk på fig. 4 ved hjelp av stiplede piler slik som T3.

Sporene 19 er f.eks. anbragt i det minste mer eller mindre parallelle med hverandre og de ligger i et plan som er mer eller mindre parallelt med omformeren. I den utførelsesform som er vist på fig. 4 og 5, er disse sporene anbragt i umiddelbar nærhet av hver flate av omformeren i en avstand på omkring 15 mikrometer fra denne, f.eks. De strekker seg hovedsakelig parallelt med projeksjonen på omformeren 17 av middel-forplant- ningsretningen 15 til de nøytrale partikler. Endelig er disse sporene atskilt fra hverandre i en retning som er hovedsakelig perpendikulær til nevnte projeksjon, og ved en avstand som kan være betydelig mindre enn avstanden mellom tilstøtende linjer 19, og som endog kan være mindre enn f.eks. en millimeter.

Hvert spor 19 er koblet via en leder 16 som passerer gjennom omhyllingen 11, til en elektronisk anordning 20 symbolisert som en forsterker og som er egnet for ytterligere forsterkning og måling av den totale ladning som mottas av det spor den er forbundet med.

Hvert spor 19 kan være individuelt koblet til en elektronisk innretning 20 som er spesifikk for sporet, eller sporene 19 kan være multiplekset på konvensjonell måte slik at de kobles etter tur til en enkelt elektronisk innretning 20 som så måler den ladning som mottas av hvert av sporene sekvensielt.

Elektroniske innretninger slik som 20, er velkjente for fagfolk på området og ytterligere beskrivelse vil være over-flødig. Deres funksjon består i å gjøre det mulig å oppnå en synlig fremvisning på en skjerm, og fortrinnsvis også å oppnå lagring i et egnet elektronisk minne, representert av det settet med elektriske signaler som svarer til de ladninger som mottas av de forskjellige spor 19, hvilke ladninger selv er representative for beskaffenheten av og tykkelsen av det materiale de nøytrale partikler har passert gjennom, hvilke partikler når forskjellige posisjoner på omformeren 17 langs linjens 18 retning.

Istedenfor å anbringe sporene 19 slik at de er nøyaktig parallelle med hverandre, er det både mulig og fordelaktig ifølge oppfinnelsen å anbringe hver av linjene 19 slik at den peker mot kilden 1. Selv om denne anbringelsen får to tilstøt-ende spor til å avvike fra nøyaktig parallellitet med en meget liten vinkel, f.eks. en tidels grad, vil det gjøre det mulig å bevege detektoren og kilden 1 nærmere hverandre uten at det opptrer parallaksefeil, og det gjør det også mulig for detektoren å motta en større mengde nøytrale partikler fra en gitt kilde 11 enn den ellers ville motta hvis avstanden mellom detektoren og kilden var større.

Detektoranordningen 12 kan lages som vist på fig. 5.

Detektoranordningen 12 omfatter en stabel som er hovedsakelig symmetrisk omkring det midtre lag som utgjøres av omformeren 17. Funksjonelt ekvivalente innretninger anbragt over og under omformeren på den måte som er vist på fig. 5, er gitt de samme henvisningstall og er skjelnet ved bokstavene "s"

(for superior = øvre) og "i" (for inferior = nedre).

Et ark 2ls eller 2li av isolerende materiale, f.eks. et ark av materialet solgt under varemerket Kapton er varmelimt i en presse og ved hjelp av et passende polymeriserbart lim på hver av flatene til omformeren 17. Disse arkene er 12 mikrometer tykke, og den ytre flate av hvert ark er opprinnelig dekket på vanlig måte med et lag av kobber med en tykkelse på 5 mikron.

Etterat arkene er blitt limt på omformeren, blir hvert lag av kobber etset ved hjelp av fotolitografi for å etterlate rettlinjede spor som utgjør sporene 19. For tydelighetens skyld er bare et lite antall (4) av meget konvergente spor vist på fig. 5, mens det fortrinnsvis er mange spor (f.eks. 256) som i praksis konvergerer meget mindre, idet graden av konvergens avhenger av avstanden mellom detektoren og kilden.

Mot hverandre vendende ledere slik som 16s og 16i er koblet sammen til den samme elektroniske innretning 20.

Over hvert sporplan 19 er der en avstandramme slik som 22s eller 22i. Hver av disse rammene har en rektangulær form i likhet med omformeren 17, og utfører to funksjoner: for det første understøtter den omformeren på en slik måte at den holdes så plan som mulig, og for det andre bestemmer den avstanden i vertikalretningen på fig. 5 mellom sporplanet 19 og de mer fjerntliggende lag av detektoren.

Hver ramme 22s, 22i er f.eks. omkring 1,5 millimeter tykk, og kan være laget enten av glassfiberforsterket epoksyharpiks eller av rustfritt stål.

Hvis det imidlertid benyttes rustfritt stål, så blir sporene 19 og rammene 22s og 22i atskilt ved hjelp av isolasjon for å unngå kortslutning av de forskjellige spor via rammene.

I tillegg er forkanten av den nedre ramme 22i laget av et materiale som er meget transparent for nøytrale partikler for å unngå å kaste skygge på omformeren.

Over hver av rammene 22s, 22i, er der et understøttelsesplan 23s eller 23i, likeledes i form av en rektangulær ramme og av f.eks. glassfiberforsterket epoksyharpiks. Trådene 18 er strukket over de flater av hver av disse understøttelsene som vender bort fra den tilstøtende ramme 22s og 22i, og trådene er elektrisk koblet til hverandre og til kilden for potensiale +V utenfor omhyllingen 11.

En ytterligere plan katode 24s eller 24i er anbragt over hver understøttelse 23s eller 23i og er elektrisk isolert fra trådene 18, f.eks. ved hjelp av passende isolasjonsknaster slik som 24p, og hver katode er anbragt på hovedsakelig det samme potensial som omformeren 17. Selvom slike katoder er valgfrie, tjener de til å frembringe et symmetrisk elektrisk felt omkring trådene 18 og bidrar dermed til å forbedre apparatets ytelse.

En isolerende plate 25 kan være anbragt over den ytterligere toppkatoden 24s for å isolere katoden 24s fra den braketten 13 som den er festet til. Ettersom potensialene til katoden og braketten kan velges for å være lik hverandre og med jordpotensial f.eks., er platen 25 valgfri.

Den stablen som utgjøres av de forskjellige lag vist på fig. 5, kan være festet til braketten 15 ved hjelp av nylon-skruer f.eks., for derved å unngå enhver overføring av elektrisk potensial fra et lag til et annet.

Selv om den utførelsesformen som er beskrevet under henvisning til fig. 5, dreier seg om en symmetrisk anordning, vil en fagmann på området forstå at en detektor i samsvar med denne utførelsesformen, kan konstrueres ved å utelate alle de elementene som befinner seg enten under eller over omformeren 17 på fig. 5.

Fig. 6 er et skjema over en annen utførelsesform av oppfinnelsen hvor omformeren 17 utgjøres av elementer i et plan, slik som 17a, 17b og 17c, som f.eks. er tilveiebragt ved å skjære opp en tantalplate, og som sammen virker ikke bare som omformer, men også som et sett med samlespor 19, som beskrevet under henvisning til fig. 4.

De koplanare elementene slik som 17a, 17b og 17c har således den samme anbringelse som den som er beskrevet for sporene 19 på fig. 4 og 5, de er elektrisk isolert fra hverandre, hver av dem er individuelt koblet til jordpotensial via en respektiv kondensator, slik som 25, og hvert av dem er koblet enten enkeltvis eller etter tur via en multiplekseranordning til minst én elektronisk krets slik som 20.

I en annen utførelsesvariant av oppfinnelsen kan minst én av de ytterligere katoder, slik som 24s, utgjøres av et plan med ladningssamlende spor 19, enten istedenfor eller tillegg til ladnings-samlesporene som er anbragt i umiddelbar nærhet av omformeren eller som direkte utgjøres av omformeren.

Claims (11)

1. Apparat for å detektere og lokalisere partikler i en fluks av nøytrale partikler som utsendes av en kilde og forplanter seg innenfor en romvinkel med begrenset apertur definert omkring en middelretning (15), hvilket apparat omfatter: en hovedsakelig plan, massiv omformer (17) anbragt for streifende innfall i forhold til middelretningen, idet omformeren er egnet for å frembringe elektriske ladninger når den treffes av de nøytrale partikler; ladnings-forsterkningsanordninger for å heve ladningen til et elektrisk potensial som er forskjellig fra potensialet til omformeren og for å forsterke ladningene ved stimulert ionisering av en omgivende gass; ladnings-samleanordninger som omfatter langstrakte ledere (19) som er elektrisk isolert fra hverandre, som er hovedsakelig parallelle med hverandre og med omformeren, og som hver sammen med fluksens middelretning, danner et plan som er i det vesentlige perpendikulært til omformeren; og en omhylling (11) som er gjennomtrengelig for de nøytrale partikler og som inneholder omformeren, ladnings-forsterknings-anordningene, ladnings-samleanordningene og gassen;karakterisert vedat ladnings-forsterk-ningsanordningene omfatter elektrisk ledende linjer (18) som er separate fra ladnings-samlelederne, og ved at ladnings-samlelederne (19) er innrettet for å bli koblet til et elektrisk potensial nær det elektriske potensialet til omformeren.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert vedat ladnings-samlelederne er anbragt i umiddelbar nærhet av minst én av flatene til omformeren og er atskilt fra denne med et lag (21) av isolerende materiale.

3. Apparat ifølge krav 1, karakterisert vedat omformeren er bygget opp av koplanare elementer som utgjør ladnings-samlelederne.

4. Apparat ifølge noen av de foregående krav,karakterisert vedat ladnings-forsterkningslinjene er anbragt i minst ett plan som er hovedsakelig parallelt med planet til omformeren og som hvert strekker seg hovedsakelig transversalt i forhold til den retning ladnings-samlelederne strekker seg.

5. Apparat ifølge noen av de foregående krav,karakterisert vedat ladnings-samlelederne konvergerer mot kilden for nøytrale partikler (1).

6. Apparat ifølge noen av de foregående krav i kombinasjon med krav 2, karakterisert vedat det isolerende materiale omfatter et polymerark, og ved at ladnings-samlelederne utgjøres av kobberspor etset på polymerarket.

7. Fremgangsmåte for å detektere og lokalisere partikler i en fluks av nøytrale partikler som utsendes av en kilde og forplanter seg innenfor en romvinkel med begrenset apertur definert omkring en middelretning, idet fremgangsmåten omfatter følgende trinn: mottagelse av partiklene på en hovedsakelig plan, massiv omformer (17) anbragt for streifende innfall i forhold til partikkelfluksens middelretning for derved å frembringe elektriske ladninger fra de nøytrale partikler; forsterkning av ladningene ved hjelp av stimulert ionisering av en omgivende gass; og samling av de tilstedeværende ladninger i minst ett plan som er hovedsakelig parallelt med omformeren ved forskjellige steder i avstand fra hverandre langs en retning i det vesentlige parallell med middelretningen (15) til partikkelfluksen;karakterisert vedat samlignen av ladningene består i å samle ladninger av polaritet motsatt polariteten til de ladninger som forsterkes ved ionisering.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert vedat ladningene blir samlet langs ladnings-samlespor (19) som er atskilt fra hverandre langs en retning som er hovedsakelig perpendikulær til partikkelfluksens middelretning.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 7 eller 8,karakterisert vedat ladningene blir samlet langs ladnings-samlespor som konvergerer mot kilden for nøytrale partikler (1).

10. Fremgangsmåte ifølge noen av kravene 7 til 9,karakterisert vedat ladningsforsterkningen omfatter tilveiebringelse av minst ett elektrisk potensial (+V) som er forskjellig fra potensialet til omformeren, langs en rekke linjer i et plan parallelt med omformeren.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10,karakterisert vedat linjene (18) med det frembragte elektriske potensial strekker seg hovedsakelig transversalt i forhold til den retning ladnings-samlesporene (19) strekker seg i.