SU1596940A1 - Устройство дл измерени пол ризации импульсного пучка электронов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть исполЧ»зо-2. . ' .вано дл  измерени  пол ризации электронных пучков. Целью изобретени   вл етс  увеличение чувствительности и помехоустойчивости устройства измерени  импульсного пучка электронов пу тем измерени  интенсивностей двух пучков, образованных при рассе нии измер емого пучка на тонкой мишени на одинаковый угол в различных направлени х. В качестве детекторов рассе нных пучков использованы цилиндры Фа- раде , расположенные в вакуумных камерах, отделенных от вакуумной камеры, где расположена мишень с тонкими фoльгaмИj в тех же вакуумных камерах- помещены коммутаторы, один электрод • каждого из них соединен с соответствующим цилиндром Фараде , а другой с измерителем зар да, причем схема регистрации использует принцип формировани  сигнала после окончани  импульса тока пучка. Изобретение исключает действие электромагнитных наводок от источника и вли ние ионов, образованных рентгеновским излучением пучка, 1 ил.(Лелсоа>&QD 4^

Description

Изобретение относитс  к ускорительной технике и может быть использовано дл  измерени  пол ризации электронных пучков.

Целью изобретени   вл етс  увеличение чувствительности и помехоустойчивости измерений.

Сущность предложении состоит в том, что в качестпе детекторов рассе нных пучков использованы цилиндры

Фараде , расположенные в вакуумных ; камерах, отделенных от вакуумной камеры , в которой расположена мишень, фольгами такой толщины, чтобы поглощенна  в каждой из них часть зар да измер емого пучка, отнесенна  к его полному .зар ду была меньше требуемой относительной погрешности измерений , в тех же вакуумных камерах помещены коммутаторы, один илектрил каждого из них соединен.с соответствующим цилиндром Фарзде , а другой с измерителем зар да. На фиг. 1 дана схема предлагаемого устройства. Здесь необходимо измерить степень пол ризации электронного пучка 1, образованного при рассе нии импульсного интенсивного электронного пучка 2 на тонком рассеивателе из вещества с большим атомным номером - мишени 3. Пучок 2 эмиттируетс ; из катода Л, на который от импульсного генератора 5 подаетс  импульс высокого напр жени  отрицательной пол рности. Предлагаемое устройство состоит из мишени 6, цилиндров фараде  7 и 8, поглощающих пучки. 9 и 10, образованные при рассе нии измер емого пучка 1 на мишени 6, и коммутаторов 11 и 12, .которые расположены в вакуумныхкамерах 13 и It, геометрически отделенных от основной вакуумной камеры 15. (где расположен рассеиватель-мишень 3), фольгами 16 и 17. Один из электродов каждого из коммутаторов (соответственно 18 и 19) соединен с соответствующим цилиндром Фараде , а другой (соответственно 20 и 21) - с измерителем зар да (соответственно 22 и 23 Способ измерени  пол ризации с помощью этого устройства состоит в том, что пучки 9 и,10, образованные при рассе нии на-мишени 6 измер емого пучка 1 на одинаковый угол в различных направлени х на цилиндры Фараде  7 и 8, э электронный зар д с цилиндров Фараде  через коммутаторы 11, 12 подают на измерители зар да 22 и 23 после окончани  импульса тока пучка и св занных с ним переходных процессов . Процесс измерени  с помощью предлагаемого устройства на основе предлагаемого способа происходит следующим образом. Измер емый пучок электронов 1 направл ют на мишень 6. Обра зованные при его рассе нии на один и тот же угол в различных направлени  х пучки 9 и 10, пройд  через фольги 16 и 17 поступают на цилиндры Фараде 7 и 8 и поглощаютс  в них. Часть зар да пучков при этом поглощаетс  в фольгах. Если полный зар д в импульсе пучка равен q, а в фольге поглоща с  зар д Лч то на измерительный эле ктрод попадает зар д q q 4q. Ес требуема  точность измерений равна «Р то, очевидно, толщина фольги х, , должна быть выбрана из услови  а- , сГ , Поскольку поглощение зар да в фольге , происходит, как известно, по закону q Чв е где /L/ - линейный коэффициент поглоени  , завис щий от материала фольи и энергии частиц, то из (1) и (2) 1 - .Г так как обычно sT г 1, то отсюда поучим следующее условие дл  толщины ольги X: . , (Ц) Если полный зар д в импульсе тока пучка 9 равен q, а пучка 10 - q, то напр жени , возникающие на цилиндрах араде  7 и 8 при поглощении ими-пучко в , соответственно равны где С, - емкость цилиндра Фараде  7 и электрода 18 коммутатора 11, по отношению к корпусу вакуумной камеры 13, а Ci - емкость цилиндра Фараде  8 и электрода 19 коммутатора 12 по отношению к корпусу вакуумной камеры 1. Практически можно выбрать такие услови ,, чтобы С, С. Тогда 1 al. После окончани  импульса тоUi q ка пуйка и св занных с ним переходных процессов срабатывают коммутаторы 11 и 12 и импульсы напр жени  с цилиндров Фараде  поступают на соответст- вующие измерители 22 и 23. В качестве таких измерителей могут быть ис пользованы , например, эмиттерные повторители , с .выходов которых сигналь подаютс  на осциллограф. Измер   амплитуды импульсов напр жени  на экране осциллографов, можно с помощью форму-, Лы (5) найти зар ды q и q, а по их значени м определить степень пол ризации измер емого пучка 1, D качестве измерителей 22, 23 не об зательно использовать системы с эмиттерными. повторител ми и осциллографами. Дл  этой цели могут быть использованы, например, импульсные вольтметры. Благодар  тому, что коммутаторы 11, 12 срабатывают после окончани  | переходных процессов в импульсном генераторе 5, при использовании нашего предложени  практически полностыЬ исключаютс  электромагнитные неводки на элементы схемы (в рассмотренном выше примере - на эмиттерный повторитель, осциллограф, передающий . . кабель). По той же причине исключаетс  действие ионов, образованных рентгеиовским тормозным излучением пучка 2, на расположенные в воздухе элементы схемы. Указанные переходные процессы полностью заканчиваютс ,. как известно, через несколько миллисекунд noc/ie окончани  импульса тока пучка. Благодар  наличию фольг, 1б и 17 исключаетс  попадание на цилиндры Фараде  7 и 8.ионов, образованных интенсивным пучком 2 (которые «огли бы разр жать емкости С и С). В результате удаетс  получить высокую помехоустойчивость, а следовательно и высокую чувствительность измерений. Были проведены измерени , которые подтвердили высокую помехоустойчивост и чувствительность предлагаемого способа и устройства. В этих измерени х пучок 2 с энергией электронов 100 кэВ импульсным током 1000 А, длительностью импульса 0,5 МКС создавалс  с помощью электронной пушки со взрывным катодом , питаемой от высоковольтного импульсного генератора 5 с ампли-тудой импульса 100 кв. Измерени  помех производились с одним каналом (цилиндр Фараде  7, коммутатор 11, измеритель зар да 22), причем, вместо фольги 16 использовалась толста  пластинка , не пропускающа  пучок 9. Цилиндр Фараде  7 представл л собой пластину площадью 3 см, имеющую емкость на корпус 10 пф. Коммутатор 11 представл ет собой геркон типа КЭМ-3, управд емый магнитным полем. В качестве измерител  22 использовалс  эмиттерный повторитель,сигнал с вы- . хода которого гюдавалс  на осциллограф с помощью согласованного на конце коаксиального кабел . Суммарна  емкость на корпус измерительного электрода, коммутатора и входа эмиттерного повторител  составл ла 1б пФ, Проведенные измерений показали, что амплитуда наблюдаемого на осциллографе сигнала помех составл ет . 1 мВ. . Это означает, что в рассмотренных услови х может быть измерен зар д пуч )5

.источника пучка и вли ние ионов, образованных рентгеновским излучением пучка. В прототипе действие всех

Claims (1)

1. указанных факторов существенно снижает помехоустойчивость, а следовательно , и чувствительность измерений. Формула изобретени  - Устройстводл  измерени  пол ризации импульсного пучка электронов, . 06 ка У в импульсе, превышающий 1,6 НО-« Кд. Если в качестве мишени 6 используетс  фольга из золота толщиной 0,1 микрона, то при телесном угле цилиндра Фараде  7 равном 0,1 стерадиана , такой зар д в пучке Э, образованный при рассе нии пучка 1 на 120, соответствует зар ду пучка 10- Кл. Это означает, что имеетс  возможность измер ть пол ризацию электронного пучка с импульсным током 0,2 мА с длительностью импульса 0,5 мкс, Проведенные измерени  также показали, что если в тех же услови х не примен ть указанных выше мер, а именно не герметизировать объем 13 относительно объема 15 и не вводить временной задержки передачи сигнала на измеритель зар да 22, не использовать коммутатор 11 (а пр мо соедин ть цилиндр Фараде  7 с измерителем зар да 22), то уровень помех возрастает в 200 раз и достигает 0,2 В. Это св зано с тем, что плазма, образованна  сильноточным пучком 2, разр жает цилиндр Фараде  7, рентгеновское излучение пучка 2 ионизирует воздух вблизи эмиттерного повторител  и образовавшиес  при этом оны, попада  на его вход, измен ют амплитуду импульса. Кроме того, работа элементов измерительной схемы , происходит во врем  работы высоковольтного импульсного генератора 5, дающего высокий уровень помех. Предлагаемое устройство обладает преимуществами, обеспечива  более высокую помехоустойчивость и чувствительность . Это св зано с описанными выше мерами по повышению помехоустойчивости: использование фольг, отдел ющих вакуумные камеры с цилиндрами Фараде  от вакуумной камеры, в которой находитс  мишень, исключает попадание на цилиндры Фараде  ионов; применение расположенных в вакууме коммутаторов , срабатывающих после окончани  импульса тока пучка и св занных с ним переходных процессов, исключает 50 действие электромагнитных наводок от