RU185071U1 - DEVICE FOR FOCUSING BEAMS OF ACCELERATED CHARGED PARTICLES ON THE IRRADIATED OBJECT - Google Patents

DEVICE FOR FOCUSING BEAMS OF ACCELERATED CHARGED PARTICLES ON THE IRRADIATED OBJECT Download PDF

Info

Publication number
RU185071U1
RU185071U1 RU2018131275U RU2018131275U RU185071U1 RU 185071 U1 RU185071 U1 RU 185071U1 RU 2018131275 U RU2018131275 U RU 2018131275U RU 2018131275 U RU2018131275 U RU 2018131275U RU 185071 U1 RU185071 U1 RU 185071U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
capillary
irradiated object
charged particles
accelerated charged
beams
Prior art date
Application number
RU2018131275U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Александрович Карпов
Михаил Валерьевич Таценко
Клавдия Степановна Величко
Марина Эдуардовна Бузоверя
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом"), Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Priority to RU2018131275U priority Critical patent/RU185071U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU185071U1 publication Critical patent/RU185071U1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21KTECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K1/00Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к технике фокусировки пучков ускоренных заряженных частиц на облучаемом объекте и может быть использована для технологических процессов, в которых применяются пучки ускоренных заряженных частиц, в частности, при проведении поэлементного анализа материалов.Техническим результатом полезной модели является возможность быстрой установки облучаемого объекта максимально близко к торцу капилляра без его повреждения.Технический результат полезной модели обеспечивается тем, что в устройстве для фокусировки пучков ускоренных заряженных частиц на облучаемом объекте, размещаемом в вакуумируемом объеме и содержащем диэлектрический капилляр в форме усеченного конуса, закрепленный в металлическом корпусе, причем направление сужения конуса совпадает с направлением распространения заряженных частиц, новым является то, что оно снабжено контактным датчиком крайнего положения, образованным двумя электродами, один из которых закреплен на корпусе с возможностью перемещения вдоль оси капилляра и выполнен в виде металлического стержня, и контактным электродом, жестко связанным с облучаемым объектом. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.The proposed utility model relates to the technique of focusing beams of accelerated charged particles on the irradiated object and can be used for technological processes in which beams of accelerated charged particles are used, in particular, when conducting element-wise analysis of materials. The technical result of the utility model is the ability to quickly install the irradiated object as much as possible close to the end of the capillary without damaging it. The technical result of the utility model is ensured by the fact that in the device for foci beams of accelerated charged particles on an irradiated object placed in an evacuated volume and containing a truncated cone-shaped dielectric capillary fixed in a metal casing, the cone narrowing direction coinciding with the direction of propagation of charged particles, it is new that it is equipped with a contact sensor of extreme position, formed by two electrodes, one of which is mounted on the housing with the ability to move along the axis of the capillary and is made in the form of a metal rod, and ntaktnym electrode integral with the irradiated object. 1 s.p. f-ly, 1 ill.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к технике фокусировки пучков ускоренных заряженных частиц на облучаемом объекте и может быть использована для технологических процессов, в которых применяются пучки ускоренных заряженных частиц, в частности, при проведении поэлементного анализа материалов.The proposed utility model relates to the technique of focusing beams of accelerated charged particles on the irradiated object and can be used for technological processes in which beams of accelerated charged particles are used, in particular, when conducting elementwise analysis of materials.

Известно устройство для фокусировки пучков ускоренных заряженных частиц (полезная модель RU №113859, «Устройство для фокусировки пучков ускоренных заряженных частиц», опубликована 27.02.2012, Бюл. №6), размещенное в вакууммируемом объеме и содержащее диэлектрический капилляр в форме усеченного конуса, закрепленный в металлическом корпусе, располагаемый между источником ускоренных заряженных частиц и облучаемым объектом, причем направление сужения конуса совпадает с направлением распространения заряженных частиц.A device for focusing beams of accelerated charged particles is known (utility model RU No. 113859, “Device for focusing beams of accelerated charged particles”, published 02.27.2012, Bull. No. 6), placed in an evacuated volume and containing a dielectric capillary in the form of a truncated cone, fixed in a metal case, located between the source of accelerated charged particles and the irradiated object, and the direction of narrowing of the cone coincides with the direction of propagation of the charged particles.

Известное устройство имеет недостаток, связанный с отсутствием оперативного контроля расстояния между капилляром и облучаемым объектом. При проведении исследований требуется установка объекта на минимальном расстоянии от края капилляра. Чем меньшее расстояние от объекта до края капилляра будет установлено, тем меньше размер пучка на облучаемом объекте, и тем больше сведений о структуре материала будут получены. Однако при отсутствии контроля осевого зазора между объектом и краем капилляра существует вероятность касания объекта с торцом капилляра. При этом хрупкий, часто сделанный из стекла, конец капилляра может обломиться. Чтобы избежать поломки капилляра, необходим контроль осевого зазора между объектом и краем капилляра.The known device has the disadvantage associated with the lack of operational control of the distance between the capillary and the irradiated object. When conducting research, installation of the object at a minimum distance from the edge of the capillary is required. The smaller the distance from the object to the edge of the capillary will be established, the smaller the beam size on the irradiated object, and the more information about the structure of the material will be obtained. However, in the absence of control of the axial clearance between the object and the edge of the capillary, it is possible that the object touches the capillary end. In this case, the fragile, often made of glass, capillary end may break off. To avoid breaking the capillary, it is necessary to control the axial clearance between the object and the edge of the capillary.

Предлагаемая полезная модель решает техническую задачу обеспечения высокопроизводительного анализа структуры исследуемого материала.The proposed utility model solves the technical problem of providing a high-performance analysis of the structure of the studied material.

Техническим результатом полезной модели является возможность быстрой установки облучаемого объекта максимально близко к торцу капилляра без его повреждения.The technical result of the utility model is the ability to quickly install the irradiated object as close as possible to the end of the capillary without damaging it.

Технический результат полезной модели обеспечивается тем, что в устройстве для фокусировки пучков ускоренных заряженных частиц, размещаемом в вакууммируемом объеме и содержащем диэлектрический капилляр в форме усеченного конуса, закрепленный в металлическом корпусе, причем направление сужения конуса совпадает с направлением распространения заряженных частиц, новым является то, что оно снабжено контактным датчиком крайнего положения, образованным двумя электродами, один из которых закреплен на корпусе с возможностью перемещения вдоль оси капилляра и выполнен в виде металлического стержня, и контактным электродом, жестко связанным с облучаемым объектом.The technical result of the utility model is ensured by the fact that in a device for focusing beams of accelerated charged particles placed in an evacuated volume and containing a truncated cone-shaped dielectric capillary fixed in a metal casing, the cone narrowing direction coincides with the direction of propagation of charged particles, new is that it is equipped with a contact sensor of the extreme position formed by two electrodes, one of which is mounted on the housing with the possibility of moving in eh axis of the capillary and is formed as a metal rod, and the contact electrode, is rigidly connected with the irradiated object.

Кроме того на диэлектрический капилляр может быть нанесен токопроводящий слой.In addition, a conductive layer may be applied to the dielectric capillary.

Контактный датчик крайнего положения работает как замыкающий выключатель в цепи оптического сигнализатора (лампочка, светодиод) или звукового сигнализатора (генератор звуковой частоты) и служит для индикации достижения облучаемым объектом рабочего осевого положения относительно торца капилляра. Когда объект достигает рабочего положения, металлический стержень датчика замыкается на контактный электрод, и сигнализатор выдает световой или звуковой сигнал, воспринимаемый оператором как команда прекратить осевое перемещение облучаемого объекта.The contact sensor of the extreme position acts as a closing switch in the circuit of the optical signaling device (light bulb, LED) or the sound signaling device (sound frequency generator) and serves to indicate that the irradiated object has reached its working axial position relative to the end of the capillary. When the object reaches its working position, the metal rod of the sensor closes to the contact electrode, and the signaling device generates a light or sound signal, perceived by the operator as a command to stop the axial movement of the irradiated object.

Перед работой осуществляется предварительная настройка датчика, которая включает в себя установку облучаемого объекта на требуемом осевом расстоянии относительно торца капилляра при помощи оптического измерительного микроскопа. После этого стержень перемещается навстречу контактному электроду до их взаимного замыкания и в данном положении фиксируется. Теперь при отводе облучаемого объекта от торца капилляра (например, для замены одного облучаемого объекта на другой), обратная установка объекта в рабочее положение занимает минимальное время, поскольку заключается в приближении облучаемого объекта к торцу капилляра до замыкания контактного датчика, что значительно проще и требует в несколько раз меньшего времени, чем установка с помощью микроскопа. При этом жесткая связь контактного электрода с облучаемым объектом обеспечивает постоянное относительное положение электрода относительно объекта и, соответственно, точное позиционирование объекта относительно торца капилляра.Before work, the sensor is pre-configured, which includes the installation of the irradiated object at the required axial distance relative to the end of the capillary using an optical measuring microscope. After that, the rod moves towards the contact electrode until they are mutually shorted and is fixed in this position. Now, when the irradiated object is removed from the end of the capillary (for example, to replace one irradiated object with another), the installation of the object back to its working position takes the minimum time, since it consists in bringing the irradiated object to the end of the capillary until the contact sensor closes, which is much simpler and requires several times less time than installing with a microscope. In this case, the rigid connection of the contact electrode with the irradiated object provides a constant relative position of the electrode relative to the object and, accordingly, accurate positioning of the object relative to the end of the capillary.

Нанесение токопроводящего слоя на диэлектрический капилляр преследует цель нейтрализации электрического заряда, который накапливается на диэлектрическом капилляре при фокусировке ускоренных заряженных частиц. Нанесение токопроводящего слоя производится токопроводящим клеем (например, клеем "Контактол"), либо вакуумным напылением серебра или другого металла.The application of a conductive layer to a dielectric capillary aims to neutralize the electric charge that accumulates on the dielectric capillary when focusing accelerated charged particles. The conductive layer is applied using conductive glue (for example, Contactol glue) or vacuum deposition of silver or another metal.

Конструкция предлагаемого технического решения схематически показана на фиг., где:The design of the proposed technical solution is schematically shown in Fig., Where:

1 - вакуумированный объем;1 - evacuated volume;

2 - источник ускоренных заряженных частиц;2 - source of accelerated charged particles;

3 - металлический корпус;3 - metal case;

4 - токопроводящий слой;4 - conductive layer;

5 - диэлектрический капилляр;5 - dielectric capillary;

6 - облучаемый объект;6 - irradiated object;

7 - контактный электрод;7 - contact electrode;

8 - металлический стержень.8 - metal rod.

Устройство для фокусировки пучков заряженных частиц на облучаемом объекте расположено в вакуумируемом объеме 1 и содержит диэлектрический капилляр 5, закрепленный в металлическом корпусе 3 и расположенный между источником ускоренных заряженных частиц 2 и облучаемым объектом 6. На металлическом корпусе 3 закреплен металлический стержень 8, имеющий возможность осевого перемещения относительно оси капилляра 5. Напротив стержня 8 установлен контактный электрод 7, жестко связанный с облучаемым объектом 6 соединяющей их оправкой или являющийся частью объекта 6. Участки поверхностей электрода 7 и облучаемого объекта 6, обращенные к торцу капилляра 5, могут либо выступать относительно друг друга, либо находиться в одной плоскости.A device for focusing charged particle beams on an irradiated object is located in an evacuated volume 1 and contains a dielectric capillary 5 fixed in a metal case 3 and located between the source of accelerated charged particles 2 and the irradiated object 6. A metal rod 8 is mounted on the metal case 3, which has the possibility of axial displacement relative to the axis of the capillary 5. Opposite the rod 8 is a contact electrode 7, rigidly connected to the irradiated object 6, a mandrel connecting them or being 6. Land part of the object surface electrode 7 and the irradiated object 6 facing the end of the capillary 5 may act either to each other or in the same plane.

Устройство для фокусировки пучков работает следующим образом.A device for focusing beams as follows.

Перед работой осуществляется предварительная установка облучаемого объекта 6 с помощью соответствующих средств (шаговый двигатель, микрометрические винты) на требуемом осевом расстоянии относительно торца капилляра 5 при помощи оптического измерительного микроскопа. После этого стержень 8 выдвигается по направлению к контактному электроду 7 до замыкания контактного датчика, которое сопровождается оптическим или звуковым сигналом и означает осуществление рабочего позиционирования объекта 6 относительно капилляра 5. При расположении поверхностей электрода 7 и облучаемого объекта 6 со стороны капилляра 5 в одной плоскости, предварительная установка заключается в обеспечении выступания края стержня 8 относительно торца капилляра 5 на заданном расстоянии.Before work, the irradiated object 6 is pre-installed using appropriate means (stepper motor, micrometric screws) at the required axial distance relative to the end of the capillary 5 using an optical measuring microscope. After that, the rod 8 extends towards the contact electrode 7 until the contact sensor closes, which is accompanied by an optical or sound signal and means the working positioning of the object 6 relative to the capillary 5. The location of the surfaces of the electrode 7 and the irradiated object 6 from the side of the capillary 5 in one plane, the preset is to ensure the protrusion of the edge of the rod 8 relative to the end of the capillary 5 at a given distance.

После установки облучаемого объекта, во внутреннюю полость капилляра 5 по направлению сужения конуса параллельно его оси вводился пучок ускоренных протонов из источника 2. В капилляре 5 происходила фокусировка пучка, который далее направлялся на облучаемый объект.After installing the irradiated object, a beam of accelerated protons from source 2 was introduced into the inner cavity of the capillary 5 in the direction of narrowing of the cone parallel to its axis. In the capillary 5, the beam was focused, which was then directed to the irradiated object.

Для оценки размера пятна протонов, прошедших через капилляр, была выбрана дозиметрическая пленка Gafchromic ЕВТ3, которая крепилась перед концом диэлектрического капилляра Femtotip. Перед установкой в камеру было обеспечено выступание края стержня 8 относительно торца капилляра 5 на расстоянии 100 мкм, что соответствовало расстоянию между капилляром 5 и дозиметрической пленкой при срабатывании контактного датчика. При этом загоралась лампа, сигнализирующая о замыкании цепи. Затем проводилось облучение образца протонами энергией 4 МэВ в течение 1 сек при среднем токе пучка 1.5⋅10-12 А. Было установлено, что диаметр пучка на расстоянии 100 мкм от конца капилляра составляет 31 мкм.To estimate the size of the spot of protons passing through the capillary, a Gafchromic EBT3 dosimetric film was selected, which was attached in front of the end of the Femtotip dielectric capillary. Before installation in the chamber, the edge of the rod 8 protruded from the end of the capillary 5 at a distance of 100 μm, which corresponded to the distance between the capillary 5 and the dosimetric film when the contact sensor was triggered. At the same time, a lamp illuminated, signaling a circuit closure. Then, the sample was irradiated with 4 MeV protons for 1 second at an average beam current of 1.5–10 -12 A. It was found that the beam diameter at a distance of 100 μm from the end of the capillary is 31 μm.

Испытания заявляемого устройства показали, что при использовании контактного датчика намного проще устанавливать расстояние до облучаемого объекта, при этом выходной торец капилляра полностью защищен от повреждений.Tests of the inventive device showed that when using a contact sensor it is much easier to set the distance to the irradiated object, while the output end of the capillary is completely protected from damage.

Технический результат, который заключается в возможности быстрой установки облучаемого объекта максимально близко к торцу капилляра без его повреждения, реализован полностью. Устройство является простым и дешевым в изготовлении.The technical result, which consists in the ability to quickly install the irradiated object as close to the end of the capillary without damage, is fully implemented. The device is simple and cheap to manufacture.

Claims (2)

1. Устройство для фокусировки пучков ускоренных заряженных частиц на облучаемом объекте, размещаемое в вакуумируемом объеме и содержащее диэлектрический капилляр в форме усеченного конуса, закрепленный в металлическом корпусе, причем направление сужения конуса совпадает с направлением распространения заряженных частиц, отличающееся тем, что оно снабжено контактным датчиком крайнего положения, образованным двумя электродами, один из которых закреплен на корпусе с возможностью перемещения вдоль оси капилляра и выполнен в виде металлического стержня, и контактным электродом, жестко связанным с облучаемым объектом.1. Device for focusing beams of accelerated charged particles on the irradiated object, placed in a vacuum volume and containing a dielectric capillary in the form of a truncated cone, mounted in a metal case, and the direction of narrowing of the cone coincides with the direction of propagation of the charged particles, characterized in that it is equipped with a contact sensor extreme position formed by two electrodes, one of which is mounted on the housing with the ability to move along the axis of the capillary and is made in the form of metal rod, and a contact electrode rigidly connected to the irradiated object. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на диэлектрический капилляр нанесен токопроводящий слой.2. The device according to claim 1, characterized in that a conductive layer is applied to the dielectric capillary.
RU2018131275U 2018-08-29 2018-08-29 DEVICE FOR FOCUSING BEAMS OF ACCELERATED CHARGED PARTICLES ON THE IRRADIATED OBJECT RU185071U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018131275U RU185071U1 (en) 2018-08-29 2018-08-29 DEVICE FOR FOCUSING BEAMS OF ACCELERATED CHARGED PARTICLES ON THE IRRADIATED OBJECT

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018131275U RU185071U1 (en) 2018-08-29 2018-08-29 DEVICE FOR FOCUSING BEAMS OF ACCELERATED CHARGED PARTICLES ON THE IRRADIATED OBJECT

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU185071U1 true RU185071U1 (en) 2018-11-20

Family

ID=64325314

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018131275U RU185071U1 (en) 2018-08-29 2018-08-29 DEVICE FOR FOCUSING BEAMS OF ACCELERATED CHARGED PARTICLES ON THE IRRADIATED OBJECT

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU185071U1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU45199U1 (en) * 2004-12-07 2005-04-27 Институт теплофизики экстремальных состояний Объединенного института высоких температур РАН (ИТЭС ОИВТ РАН) DEVICE FOR FOCUSING BEAMS OF ACCELERATED CHARGED PARTICLES
RU113859U1 (en) * 2011-10-25 2012-02-27 Лев Альбертович Жиляков DEVICE FOR FOCUSING BEAMS OF ACCELERATED CHARGED PARTICLES
US20120091358A1 (en) * 2008-04-15 2012-04-19 Mapper Lithography Ip B.V. Projection lens arrangement
US8178850B2 (en) * 2008-10-06 2012-05-15 Jeol Ltd. Chromatic aberration corrector for charged-particle beam system and correction method therefor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU45199U1 (en) * 2004-12-07 2005-04-27 Институт теплофизики экстремальных состояний Объединенного института высоких температур РАН (ИТЭС ОИВТ РАН) DEVICE FOR FOCUSING BEAMS OF ACCELERATED CHARGED PARTICLES
US20120091358A1 (en) * 2008-04-15 2012-04-19 Mapper Lithography Ip B.V. Projection lens arrangement
US8178850B2 (en) * 2008-10-06 2012-05-15 Jeol Ltd. Chromatic aberration corrector for charged-particle beam system and correction method therefor
RU113859U1 (en) * 2011-10-25 2012-02-27 Лев Альбертович Жиляков DEVICE FOR FOCUSING BEAMS OF ACCELERATED CHARGED PARTICLES

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2267714A (en) Device for producing filters
WO2019246469A8 (en) Feedback detection for a treament device
US9984865B2 (en) Light-emitting sealed body
RU185071U1 (en) DEVICE FOR FOCUSING BEAMS OF ACCELERATED CHARGED PARTICLES ON THE IRRADIATED OBJECT
JP2004327439A (en) Particle-optical apparatus with permanent-magnetic lens and electrostatic lens
Früngel Optical Pulses-Lasers-Measuring Techniques
CN104094376A (en) Charged particle beam apparatus
EP2697561A1 (en) Device and method for manipulating an emission characteristic of a light-emitting diode
CN111326380B (en) Direct current ultrafast electron gun of composite focusing grid-carrying photocathode
TWI776216B (en) Wafer grounding system and non-transitory computer-readablbe medium
JP5490135B2 (en) Cathode shielding member in deuterium lamp
CN110265282B (en) Matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometer and sample detection method
CN111060517A (en) Device for observing defects of transparent and glossy objects
EP1418796A3 (en) Erosion reduction for EUV laser produced plasma target sources
CN112349571B (en) Radio frequency cavity and apparatus and system for use in charged particle microscopy
CN108281345B (en) Polar plate tunable photoelectronic imager and method thereof
CN112666716A (en) Light path shaping device for mercury ion microwave frequency standard
RU2643151C1 (en) Radioisotope mechanoelectric generator
CN106371293A (en) Mechanism capable of improving parallel light ejection of LED exposure machine
US2937299A (en) Capillary spark light source
CN204792680U (en) Volume adjusting device is measured to ionization chamber
CN104716557A (en) Vacuum ultraviolet laser generation device
KR20200031795A (en) Soft X-ray tube
JP6651093B1 (en) X-ray equipment
CN114189971B (en) Space-time control device and method for dielectric barrier discharge