SU745294A1

SU745294A1 - Angular spectrometer of charged particles

Info

Publication number: SU745294A1
Application number: SU782691550A
Authority: SU
Inventors: Л.С. Горн; Б.И. Хазанов
Original assignee: Предприятие П/Я В-2502
Priority date: 1978-12-04
Filing date: 1978-12-04
Publication date: 1983-04-07

Abstract

УГЛОВОЙ СПЕКТРОМЕТР ЗАРЯЖЁН НЫХ ЧАСТИЦ малой энергии, содержащий электростатический анализатор с коак сиально расположенными наружным и внутренним отклон ющими элементами, причем наружный элемент состоит по крайней мере из двух изолированных электродов, усилитель-формирователь, счетчик ит шульсов, источник питани электростатического анализатора с коммутатором напр жени питани , с каждым выходом которого соединен один из электродов внешнего элемента и источник .питани детектора, о тл ич ающ и и с тем, что, с целью УПРО1ЦЙНИЯ устройства, в нем отклон ющие элементы выполнены цилиндрической формы, причем во внутреннем цилиндре на участках пересечени траектории пучка зар женных частиц с этим цилиндром напротив внешних электродов выполнены две кольцевые прорези с числом сегментов, равным числу изолированных электродов, и шириной, равной ширине указанного пучка в местах пересечени его с внутренним цилиндром, внутренний цилиндр соединен с корпусом спектрометра , а на торцах этого цилиндра установлены две диафрагны-Входна и выходна . иANGULAR SPECTROMETER OF CHARGED low-energy particles containing an electrostatic analyzer with coaxially arranged external and internal deflecting elements, and the external element consists of at least two isolated electrodes, an amplifier-shaper, a counter and pulses, a power source of an electrostatic analyzer with a voltage switch power supply, with each output of which is connected one of the electrodes of the external element and the source of the power supply of the detector, about tlichuyush and with the fact that, in order to SIMPLIFY devices, deflecting elements in it are cylindrical, with the inner cylinder at the intersection of the trajectory of the beam of charged particles with this cylinder opposite the outer electrodes made two annular slots with a number of segments equal to the number of isolated electrodes and a width of its intersections with the inner cylinder, the inner cylinder is connected to the spectrometer housing, and at the ends of this cylinder there are two diaphragms — input and output. and

Description

Изобретение относитс к дерной физике, в частности к измерению дерных излучений и рентгеновских лучей, и может быть использовано в космических исследовани х дл измерени угловых распределений зар женных частиц малых энергий.The invention relates to nuclear physics, in particular to the measurement of nuclear radiation and x-rays, and can be used in space research to measure the angular distributions of charged particles of low energies.

Известны угловые спектрометры зар женных частиц малой энергии, содержащие по крайней мере два независимых узла детектировани с Ю электростатическим анализатором и детектором частиц Г1/2 . В таких спектрометрах каждый узел детекти- ровани имеет угол пол зрени Ч и узлы размещены так, что угоЛ между 15 ос ми направленности пол зрени смежных узлов составл ет также , а общий угол пол зрени спектрометра равен и7 , где п - число узлов детектировани .20The angular spectrometers of low-energy charged particles are known, containing at least two independent detection units with a Yu electrostatic analyzer and a G1 / 2 particle detector. In such spectrometers, each detector node has an angle of field of view H and the nodes are placed so that the angle between the 15 axes of the directivity of the field of adjacent nodes is also, and the total angle of the field of view of the spectrometer is u7, where n is the number of nodes of detection.

Существенный недостаток этих устройств - различное изменение во времени эффективности разных детекторов , что приводит к неравномерности угловой характеристики спектрометра 25 и снижению его угловой чувствительности . KfioMe того, такие спектрометры имеют большие габариты и массу.A significant disadvantage of these devices is a different change in the time efficiency of different detectors, which leads to the non-uniformity of the angular characteristics of the spectrometer 25 and a decrease in its angular sensitivity. Moreover, such spectrometers have large dimensions and mass.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс угло- д .вой .спектрометр, который содержит электростатический анализатор с коаксиально расположёнными наружным и внутренним отклрн ющими элементами тороидальной формы, причем наружный с элемент состоит по крайней мере из двух изолированных электродов, детектор - электронный умножитель, усилйтель-формирователь , счетчик импульсов , источник питани электростатического анализатора с коммутатором напр жени питани , с каждым выходом которого соединен один из электродов внешнего элемента, и источник питани детектора З . В этом спектрометре отклон ющие элементы выполне- 45 ны п пар изолированных электро-; дов, имеющих разную направленность осей зрени . Кажда пара электродов соединана с одной из п пар выходов коммутатора напр жени питани элект-50 рЬстатического анализатора. Этот коммутатор поочередно передает на одну из пар отклон ющих элементов равные .по значению, но противоположные по знаку напр жени , и следовательно, 55 на детектор попадают частицы, проход щие через эту пару отклон ющих элементов, идущие на устройство под определенным углом относительно базовой плоскости.,п . 6UThe closest in technical essence to the invention is the angular. Your spectrometer, which contains an electrostatic analyzer with coaxially located external and internal declining elements of a toroidal shape, with the external element consisting of at least two isolated electrodes, the detector is an electronic multiplier , amplifier shaper, pulse counter, power supply of an electrostatic analyzer with a power voltage switch, with each output of which is connected one of the electrodes the outer member, and a power source detector W. In this spectrometer, deflecting elements are made of 45 pairs of insulated electro-; Dov, with different orientation of the axes of vision. Each pair of electrodes is connected to one of the n pairs of outputs of the power supply switch of the electrically-50 pb static analyzer. This switch alternately transfers to one of the pairs of deflecting elements equal, by value, but opposite in sign voltage, and therefore, 55 particles hit the detector passing through this pair of deflecting elements reaching the device at a certain angle relative to the base plane .,P . 6U

Недостаток такого устройства его сложность. Дл измерени распределений зар женных частиц разных энергий на отклон ющие элементы подают равные парафазовые напр жени , 5The disadvantage of such a device is its complexity. To measure the distributions of charged particles of different energies, equal paraphase voltages, 5

измен емые в пределах от нескольких вольт до нескольких сот вольт, коммутатор не должен вносить дополнительных погрешностей, соизмеримых с минимальными значени ми этого напр жени . Выполнить такой, высоковольтный прецизионный коммутатор парафазного напр жени достаточнб сложно.varying from a few volts to several hundred volts, the switch should not introduce additional errors commensurate with the minimum values of this voltage. It is difficult to implement such a high-voltage precision para-phase voltage switch.

Цель изобретени - упрощение устройства .The purpose of the invention is to simplify the device.

Дл этого в предлагаемом устройстве , содержащем электростатический анализатор с коаксиально располсэженными наружным и внутренним отклон ющими элементами, детектор, усилительформирователь , счетчик импульсов, источник питани электростатического анализатора с коммутатором напр жени питани и источник питани детектора , элементы электростатического анализатора выполнены цилиндрической формы, внешн пластина состоит по крайней мере из двух изолированных электродов и каждый из электродо соединен с одним из выходов коммутатора напр сени питани . Внутренний ЦИЛИНДР соединен с корпусом спектрометра , на участках пересечени траектории пучка с этим цилиндром напротив внешних электродов выполнены две кольцевые прорези с числом сегментов , равным числу изолированных электродов, и шириной, равной ширине пучка в местах его пересечени с внутренним цилиндром, а на торцах этого цилиндра установлены две диафрагмы - входна и выходна . Ширина пучка зар женных частиц, и следовательно , кольцевых прорезей определ ес диаметром входной диафрагмы а рассто ние между центрами прорезей И зависит от энергии частиц Е , разности радиусов внешнего и внутреннего цилиндров дR,приложенного к пластинам напр жени и угла направленности пуЧка зар женных частиц е слдующим образом:,To do this, in the proposed device, containing an electrostatic analyzer with coaxially disposed external and internal deflecting elements, a detector, an amplifier forcing, a pulse counter, a power source of an electrostatic analyzer with a voltage switch and a power source of the detector, the electrostatic analyzer elements are cylindrical, the outer plate consists at least two isolated electrodes and each of the electrodes is connected to one of the outputs of the switch and for example, food. The internal CYLINDR is connected to the spectrometer housing, at the intersections of the beam path with this cylinder opposite the external electrodes there are two annular slots with the number of segments equal to the number of isolated electrodes and the width equal to the width of the beam at the points of its intersection with the internal cylinder, and at the ends of this cylinder Two diaphragms are installed - input and output. The width of the beam of charged particles and, therefore, the annular slits is determined by the diameter of the entrance diaphragm and the distance between the centers of the slits and depends on the particle energy E, the difference between the radii of the external and internal cylinders dr, applied to the voltage plates and the angle of the beam of charged particles e as follows:

e 2-dREsin2e/((v).e 2-dREsin2e / ((v).

На чертеже дана структурна схема предлагаемого углового спектрометра .The drawing shows the structural scheme of the proposed angular spectrometer.

Угловой спектрометр содержит анализатор с внешними электродами 1, внутренним цилиндрическим электродом 2, имеющим кольцевые прорези 3 и входную ивыходную диафрагмы 4, детектирующий элемент - электронный умножитель 5, усилитель-формирователь 6, счетчик импульсов 7, источник питани 8 электростатического анализатора с коммутатором 9 этого напр жени питани и счетчик питани 10 детектирующего элемента. Детектирующий элемент 5 соединен с источником питани 10 и усилителемформирователем б, а усилитель-формирователь б соединен со счетчиком импульсов 7. Источник питани 8 электростатического анализатора соединен входом коммутатора S, а с выходом коммутатора св заны электроды 1,The angular spectrometer contains an analyzer with external electrodes 1, an internal cylindrical electrode 2 having annular slots 3 and an input and output diaphragm 4, a detecting element — an electronic multiplier 5, an amplifier-former 6, a pulse counter 7, a power source 8 of an electrostatic analyzer with a switch 9 of this power supply and power counter 10 of the detecting element. The detecting element 5 is connected to the power source 10 and the amplifier former b, and the amplifier-former b is connected to the pulse counter 7. The power source 8 of the electrostatic analyzer is connected to the input of switch S, and the output of the switch is connected to electrodes 1,

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device works as follows.

Зар женные частицы под разными углами поступают через входную диафрагму 4 в пространство между отклон ющими пластинами анализатора 1 и 2 Поскольку только на один из электродов 1 через коммутатор 9 поступает напр жение от источника 8, только частицыу попавшие в этот промежуток и направленные под определенным углом, отклон ютс от пр молинейного пути, проход т через кольцевые щелиCharged particles at different angles enter through the input diaphragm 4 into the space between the deflecting plates of the analyzer 1 and 2. Since only one of the electrodes 1 through the switch 9 receives voltage from source 8, only particles that fall into this gap and are directed at a certain angle, deviate from the rectilinear path, pass through annular slots

3, выходную диафрагму 4 и попадают в детектирующий элемент 5. Возникшие в детекторе 5 импульсы , усиливаютс и формируютс усилителемформирователем б и регистрируютс счетчиком импульсов 7.3, the output diaphragm 4 enters the detecting element 5. The pulses generated in the detector 5 are amplified and formed by the amplifier b and are recorded by the counter of pulses 7.

Предлагаемое устройство существено проще прототипа; источник питани электростатического анализатора вырабатывает напр жение не обеих, а только одной пол рности, коммутатор этого напр жени передает на один из выходов также напр жение не обеих, а только одной пол рности, и число выходов в коммутаторе сокращено йдвое. Это повысило надежность спектрометра и понизило его стоимость . .The proposed device is substantially simpler than the prototype; The power supply of the electrostatic analyzer produces a voltage not of both, but of only one polarity, the switch of this voltage transmits to one of the outputs also the voltage of not both, but only of one polarity, and the number of outputs in the switch is reduced by two. This increased the reliability of the spectrometer and lowered its cost. .

Claims

ANGULAR low-energy CHARGED PARTICLE SPECTROMETER containing an electrostatic analyzer with coaxially located external and / internal deflecting elements, the external element consisting of at least two isolated electrodes, an amplifier-shaper, a pulse counter, an electrostatic analyzer power supply with a voltage supply switch, with each the output of which is connected to one of the electrodes of the external element, and the power source of the detector, which is connected with the fact that, in order to simplify the device properties, the deflecting elements are cylindrical in it, and in the inner cylinder at the intersection of the trajectory of the charged particle beam with this cylinder opposite the external electrodes are two ring slots with the number of segments equal to $ the number of insulated electrodes and the width equal to the width of the specified beam in places its intersection with the inner cylinder, the inner cylinder is connected to the spectrometer body, and at the ends of this cylinder are two ΠΗ3φρβΓΜυ- · Βχο4th output.