SU1462521A1 - Ionization sensor of cross-sectional distribution of a charged particle beam - Google Patents
Ionization sensor of cross-sectional distribution of a charged particle beam Download PDFInfo
- Publication number
- SU1462521A1 SU1462521A1 SU864157014A SU4157014A SU1462521A1 SU 1462521 A1 SU1462521 A1 SU 1462521A1 SU 864157014 A SU864157014 A SU 864157014A SU 4157014 A SU4157014 A SU 4157014A SU 1462521 A1 SU1462521 A1 SU 1462521A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- capacitor
- extraction
- analyzing
- electrodes
- collector
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
Description
Изобретение относится к технике физического эксперимента, в частно- I сти к ускорительной технике и может быть использовано на ускорителях различных типов для измерения поперечного распределения в пучках заряженных частиц.The invention relates to the technique of a physical experiment, in particular I to accelerator technology and can be used on accelerators of various types to measure the transverse distribution in beams of charged particles.
Целью изобретения является повышение быстродействия и помехозащищенности.The aim of the invention is to increase the speed and noise immunity.
На чертеже приведена схема предлагаемого датчика.The drawing shows a diagram of the proposed sensor.
На чертеже обозначены исследуемый пучок 1 извлекающий конденсатор 2 с отражательным 3 и извлекающим 4 электродами, соединенными с разными полюсами источника 5 постоянного напряжения, двухкоординатный позиционно-чувствительный, например матричный, коллектор 6, соединенный с извлекающим конденсатором через резистивный делитель напряжения 9. Извлекающий электрод 4 выполнен со щелью, перпендикулярной оси извлекающего конденсатора. Анализирующий конденсатор 8 помещен за извлекающим электродом 4 так, чтобы его электрическое поле было направлено перпендикулярно щели 10 извлекающего электрода 4 и под углом 45° к оси извлекающего конденсатораThe drawing shows the studied beam 1 extracting capacitor 2 with a reflective 3 and extracting 4 electrodes connected to different poles of a DC voltage source 5, a two-coordinate position-sensitive, for example matrix, collector 6, connected to the extracting capacitor through a resistive voltage divider 9. Extracting electrode 4 made with a slit perpendicular to the axis of the extracting capacitor. An analysis capacitor 8 is placed behind the extraction electrode 4 so that its electric field is directed perpendicular to the slit 10 of the extraction electrode 4 and at an angle of 45 ° to the axis of the extraction capacitor
2-;- Входная пластина анализирующего конденсатора 8 снабжена щелью 1 1 , соосной щели 10 извлекающего электрода-4. Позиционно-чувствительный коллектор 6 помещен на внутренней стороне входной пластины анализирующего конденсатора 8.2 -; - The input plate of the analyzing capacitor 8 is provided with a slot 1 1, a coaxial slot 10 of the extracting electrode-4. The position-sensitive collector 6 is placed on the inner side of the input plate of the analyzing capacitor 8.
о Датчик работает следующим образом. ' ойсследуемый пучок 1 ионизирует остаточный газ тракта транспортировки пучка . Электрическим полем извлекающего конденсатора 2, образованного отражательным 3 и извлекающим 4 электродами, соединенными с разными полюсами источника 5 постоянного напряжения, ионизационные час1тццы, например электроны, параллельно переносятся на плоскость извлекающего электрода'4. Электроны, попавшие в щель 10 извлекающего электрода 4, образуют ленточный пучок, ' пространственное распределение в котором в направлении вдоль щели 10 соответствует распределению плотности исследуемого пучка 1 в этом направлении. Поскольку в однородном электрическом поле ионизационные электроны приобретают энергию, пропорциональную- пройденному расстоянию, то энергетическое распределение электронов в ленточном пучке соответствует распределению плотности исследуемого пучка в направлении извлечения. После прохождения щели 11 ленточный пучрк электрическим полем анализируемого конденсатора 8, направляется на двухкоординатный позиционно-чувствительный коллектор 6.o The sensor operates as follows. The investigated beam 1 ionizes the residual gas of the beam transport path. The electric field of the extracting capacitor 2 formed by the reflective 3 and the extracting 4 electrodes connected to different poles of the DC voltage source 5, ionization particles, for example electrons, are simultaneously transferred to the plane of the extracting electrode'4. The electrons entering the slot 10 of the extracting electrode 4 form a ribbon beam, the spatial distribution in which in the direction along the slot 10 corresponds to the density distribution of the investigated beam 1 in this direction. Since ionizing electrons in a uniform electric field acquire energy proportional to the distance traveled, the energy distribution of electrons in the ribbon beam corresponds to the density distribution of the studied beam in the extraction direction. After the passage of the gap 11, the ribbon bundle by the electric field of the analyzed capacitor 8 is directed to the two-coordinate position-sensitive collector 6.
В случае,.когда электрическое поле анализирующего конденсатора 8 направлено под углом 45° к первоначальному направлению движения ленточного пучка, расстояние У от щели 11 до места попадания ионизационного электрона на коллектор связано с расстоянием X от места возникновения электрона до вытягивающего электрода 4 соотношениемIn the case when the electric field of the analyzing capacitor 8 is directed at an angle of 45 ° to the initial direction of movement of the ribbon beam, the distance V from the gap 11 to the point where the ionization electron hits the collector is related to the distance X from the origin of the electron to the pulling electrode 4 by the ratio
Y = 2-|^- X, (1) где Е < и Ег - напряженности извлекающего и анализирующего поля соответственно. Скорость, приобретенная электроном в извлекающем электрическом поле, vY = 2- | ^ - X, (1) where E <and E r are the intensities of the extracting and analyzing fields, respectively. The speed acquired by the electron in the extracting electric field, v
где е,та - заряд и масса извлекаемой . частицы.where e, ta is the charge and mass recoverable. particles.
Раскладывая скорость электрона на параллельную V1( и вертикальную VA относительно плоскости анализирующего конденсатора 8 составляющие с учетом того, что sin 45° = cos 45 * имеемUnfolding the electron velocity parallel to V 1 ( and vertical V A relative to the plane of the analyzing capacitor 8 components, taking into account the fact that sin 45 ° = cos 45 *, we have
Условия попадания электрона на коллектор:Conditions for electron to hit the collector:
где t - время движения электрона в пбле анализирующего конденсатора 8, а = eEi - ускорение частицы в этом т поле.where t is the electron motion time in the analyzer 8, and = eEi is the particle acceleration in this m field.
ОткудаWhere from
РасстоянийOf distances
2еЕ< « m m еЕ2 2eE <"mm eE 2
и максимальное удаление Ze электрона от входной пластины анализирующего конденсатора 8and the maximum distance Z e of the electron from the input plate of the analyzing capacitor 8
Z = —— XZ = —— X
Е ·E
В результате на коллекторе 6 формируется ;двухкоординатное распределение ионизационных электронов, со попасть на тормозящую пластину анализирующего конденсатора 8, что исключает образование ложных вторич_ но-эмиссионных потоков в этой пласти5 не.As a result, a two-coordinate distribution of ionization electrons is formed on collector 6, which is incident on the braking plate of the analyzing capacitor 8, which eliminates the formation of false secondary emission flows in this plate5.
Соединение анализирующего конденсатора 8 с извлекающим конденсатором 2 через резистивный делитель напря10 жения 9 обеспечивает постоянство Е« отношения независимо от величины К питающего напряжения. Это означает, что масштаб распределения иониза15 ционных частиц на коллекторе 6 не зависит от величины питающего напряжения, что значительно снижает требования к источнику постоянного напряжения.The connection of the analyzing capacitor 8 with the extracting capacitor 2 through the resistive voltage divider 9 ensures the constancy of the E отношения ratio regardless of the magnitude K of the supply voltage. This means that the scale of the distribution of ionization particles on the collector 6 does not depend on the magnitude of the supply voltage, which significantly reduces the requirements for a constant voltage source.
ответствующее распределению плотности исследуемого пучка 1 в поперечь ном сечении плоскости, проведенной через щели 10 и 11 перпендикулярно извлекающему электроду 4. Масштаб распределения на коллекторе 6 в направлении, перпендикулярном направлению извлечения, всегда равен 1:1, как.в обычном профилометре. Масштаб в направлении извлечения определяется указанным выше отношением и может.выбираться в зависимости от условий эксперимента. Так, при Е2 = = 2Е|. масштаб распределения, на коллекторе 6 в направлении извлечения тоже равен 1:1, т.е. Y = X. Время формирования распределения ионизационных частиц на коллекторе 6 соответствует времени их движения от места возникновения до места попадания на коллектор. При характерных размерах 1 00 мм и напряженности1 извлекающего поля 1 кв/см для ионной компоненты это время составляет л/30-50 нс, для электронов ^1 ,53 нс. Построение высоковольтных генераторов пилообразного напряженияс такими периодами повторения связано с весьма серьезными трудностями.corresponding to the density distribution of the studied beam 1 in a transverse section of the plane drawn through slots 10 and 11 perpendicular to the extracting electrode 4. The distribution scale on the collector 6 in the direction perpendicular to the extraction direction is always 1: 1, as in a conventional profilometer. The scale in the direction of extraction is determined by the ratio indicated above and can be selected depending on the experimental conditions. So, when E 2 = 2E |. the distribution scale on collector 6 in the extraction direction is also 1: 1, i.e. Y = X. The formation time of the distribution of ionization particles on the collector 6 corresponds to the time of their movement from the place of occurrence to the point of contact with the collector. When the characteristic size 1 00 mm and the extraction field intensity 1 1 kV / cm for the ionic components that time is l / 30-50 ns, for electrons ^ 1, 53 ns. The construction of high voltage sawtooth generators with such repetition periods is associated with very serious difficulties.
Применение изобретения обеспечивает высокую помехозащищенность датчика, поскольку вторично-эмиссионные электроны, .возникающие на элементах конструкции датчика под действием рассеянных, частиц исследуемого пучка, не могут попасть в коллектор 6, так как их энергия либо превышает, либо меньше энергии электронов, возникающих в контролируемой области прост20 .The application of the invention provides a high noise immunity of the sensor, since the secondary-emission electrons arising on the structural elements of the sensor under the action of scattered particles of the studied beam cannot enter the collector 6, since their energy either exceeds or is less than the energy of the electrons arising in the controlled region simple 20.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864157014A SU1462521A1 (en) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | Ionization sensor of cross-sectional distribution of a charged particle beam |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864157014A SU1462521A1 (en) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | Ionization sensor of cross-sectional distribution of a charged particle beam |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1462521A1 true SU1462521A1 (en) | 1989-02-28 |
Family
ID=21271228
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864157014A SU1462521A1 (en) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | Ionization sensor of cross-sectional distribution of a charged particle beam |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1462521A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2515466C1 (en) * | 2012-12-28 | 2014-05-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Method for assessment of ion beam distribution for tandem electrostatic accelerator at irradiation sample |
-
1986
- 1986-12-08 SU SU864157014A patent/SU1462521A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Михайлов в.Г. и др. Высокочувствительный профилометр дл т желоионного синхротрона. Труды IX Всесоюзного совещани по ускорител м зар женных частиц. Т. 1, Дубна, 1985, с. 83. Авторское свидетельство СССР № 1392645, кл. Н 05 7/00, G 01 Т 4/29. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2515466C1 (en) * | 2012-12-28 | 2014-05-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Method for assessment of ion beam distribution for tandem electrostatic accelerator at irradiation sample |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Fuerstenau et al. | Molecular weight determination of megadalton DNA electrospray ions using charge detection time‐of‐flight mass spectrometry | |
US3727047A (en) | Time of flight mass spectrometer comprising a reflecting means which equalizes time of flight of ions having same mass to charge ratio | |
DE69935517T2 (en) | Time-of | |
JPH0468740B2 (en) | ||
GB1326279A (en) | Mass spectrometers | |
JP2567736B2 (en) | Ion scattering analyzer | |
Langer et al. | 7A11-Laser induced emission of electrons, ions, and X rays from solid targets | |
JPH0378742B2 (en) | ||
US4189640A (en) | Quadrupole mass spectrometer | |
Gspann | Negatively charged helium-4 clusters | |
SU1462521A1 (en) | Ionization sensor of cross-sectional distribution of a charged particle beam | |
US7385188B2 (en) | Linear electric field time-of-flight ion mass spectrometer | |
US5120956A (en) | Acceleration apparatus which reduced backgrounds of accelerator mass spectrometry measurements of 14 C and other radionuclides | |
Geno et al. | 252Cf Plasma desorption mass spectrometry at low acceleration voltages using the electrostatic particle guide | |
JP2942815B2 (en) | Particle selection method and time-of-flight type selection type particle analyzer | |
US3555271A (en) | Radio frequency mass analyzer of the nonuniform electric field type | |
Tykesson et al. | A klystron bunching system for a 6 MV Van de Graaff accelerator | |
US6806467B1 (en) | Continuous time-of-flight ion mass spectrometer | |
JPH0548576B2 (en) | ||
JP2545940B2 (en) | Mass spectrometer | |
JPS6245424Y2 (en) | ||
Tallents | The operation of a 45 degrees parallel-plate electrostatic analyser in laser-produced plasma studies | |
Biedermann et al. | Convoy electrons in coincidence with Hq+ and Heq+ outgoing projectiles traversing carbon foils | |
JP3133394B2 (en) | Pulse beam generator | |
JPS59123154A (en) | Flight time type mass spectrometer |