SU1143308A1 - Устройство дл измерени тока пучка зар женных частиц - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА ПУЧКА ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ, содержащее соосно расположенные коллекторный электрод, соеда1ненш11й со схемой регистрации , и систему круговой развертки пучка, установленную перед коллекторным электродом, отличающеес  тем, что, с целью повышени  срока службы устройства за счет уменьшени  разрушающегос  действи  пучка на коллекторный электрод , коллекторный электрод выполнен в виде развернутого вершиной к системе круговой развертки пучка усеченного конуса, при этом угол отклонени  пучка в системе круговой развертки и рассто ние от ее оптического центра до основани  конуса св заны с параметрами конуса соотношением , 4

Description

I

Изобретение относитс  к области ускорительной техники, в частности к устройствам дл  измерени  полного тока ускоренного пучка зар женных частиц путем поглощени  пучка достаточно массивным электродом и определени  величины зар да, сообщаемого этому электроду пучком.

Известны устройства дл  измерени полного тока ускоренного пучка зар женных частиц, вьшолненные в виде цилиндра Фараде  и состо щие из массивного электрода, поглощающего пучок и вторичные частицы, изолирующей подставки и электроизмерительной схемы,

Недостатком устройства  вл етс  низка  эксплуатационна  надежность .

Наиболее близко к предложенному устройство дл  измерени  тока пучка зар женных частиц, содержащее соосно расположенные коллекторный электрод, соединенный -со схемой регистрации , и систему круговой развертки пучка, установленную перед коллекторным электродом.

Недостатками известного устройства  вл ютс  недостаточна  поверхность взаимодействи  пучка с поглотителем и, как следствие этого, разрушение поверхности поглощающего электрода под воздействием пучка и низка  эксплуатационна  надежность ..

Целью изобретени   вл етс  повышение срока службы за счет уменьшени  разрущающего действи  пучка на -коллекторный электрод.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном устройстве дл  измерени  тока пучка зар женных частиц, содержащем CQOCHO расположенные коллек ЧОрный электрод, соединенный со схемой регистрации, и систему круговой развертки пучка, установленную перед коллекторным электродом, коллекторный электрод выполнен в виде развернутого верщиной к системе круговой развертки пучка усеченного конуса, при этом угол отклонени  пучка в системе круговой развертки и рассто ние от ее оптического центра до основани  конуса св заны с параметрами конуса соотношением

±±f.t(8tie,,

l-nL

33082

где 6 - угол отклонени  в системе развертки дл  цен тральной части пучка;

40 - изменение отклонени  за счет немонохроматичн.ости

пучка и,нестабильности развертывающего пол ; с - диаметр пучка в точке отклонени ;

О L - рассто ние от оптического центра системь круговой развертки до основани  конуса;

1i - высота усеченного конуса; 5 R - радиус основани  конуса;

- радиус вершины конуса. Кроме того, вдоль продольной оси коллекторного электрода выполнен сквозной пролетный канал, акцептанс которого больше эмиттанса измер емого пучка.

Дл  улучшени  отвода выдел емой мощности коллекторный электрод выполнен в виде двух вложенных один в другой усеченных конусов с зазором дл  охлаждающей жидкости между ними. Выполнение коллекторного электрода в виде конуса позвол ет с помощью развертывающей магнитной сис0 „ темы равномерно разворачивать исследуемый пучок по всей наружной.поверхности электрода, предотвраща  тем самым локализованное энерговыделение и его тепловое разрушение. 5 Наличие пролетного канала в центре коллекторного электрода обеспечивает возможность оперативно осуществл ть измерени  при одновременном упрощении измерительной аппаратуры и повы0 щени  эксплуатационной надежности благодар  отсутствию перемещающихс  в вакууме узлов и подвижных вакуумных уплотнений.

На чертеже приведен схематический разрез устройства, дл  измерени  тока ускоренного пучка зар женных частиц. .

Коллекторный электрод выполнен в виде полого усеченного конуса 1 с 0 центральным цилиндрическим каналом . 2, .ось которого совмещена с осью измер емого пучка, внутри конуса 1 . закреплен конус 3 с зазором А дл 

охлаждающей жидкости, конусы1 и 3 5 закреплены на вакуумном кожухе 5, представл ющем собой отрезок цилиндрической вакуумной камеры, котора  соединена с вакуумным раструбом 6

3

через изол тор 7 и с землей через измерительный прибор 8, раструб 6 соединен с вакуумной камерой ускорител  9 через изол тор 10 и с зе1Шей через измерительный прибор 11; на оси измер емого пучка установлена вне вакуумной камеры ускорител  развертывающа  магнитна  система 12, оптический центр которой размещен на рассто нии L от основани  конуса 1, внутренний диаметр горловины раструба 6 равен максимальному диаметру развернутого пучка в месте установки горловины.

Устройство работает следующим образом.

Дл  измерени  тока ускоренного пучка включаетс  развертывающа  магнитна  система 12, котора  равномерно разворачивает пучок по образующей конуса коллекторного электрода. Фиксаци  угла раствора пучка зар женных частиц производитс  по показател м измерительного прибора 11, включенного между раструбом 6-и землей, при, этом напр женность магнитного пол  разворачивакщей системы 12 вначале увеличиваетс  до по влени  тока в приборе 11 ,что соответствует касанию пучка горловины раструба 6, а затем уменьшаетс  до достижени  нулевого значени  тока прибора 11, после чего ток ускоренного пучка определ етс  прибором 8, измер ющим величину зар да, стекающего с электрода 1 и электрически св занного с ним кожуха 5 на землю. Мощность , выдел юща с  на электроде 1, отводитс  с помощью охлаждающей жидкости . В паузах между измерени ми развертывающа  магнитна  система 12 выключаетс , и ускоренный- пучок без потерь пропускаетс  через цилиндрический канал 2. По величине напр женности магнитного пол , соответствующей нулевому показанию измерительного прибора 10,определ етс  ориентировочно энерги  зар женных частиц.

Дл  пучка электронов с энергией 120 мЭв средней мощностью в пучке г 100 кВт и диаметром пучка 1,5 см устройство дл  измерени  тока имеет следующие параметры: радиус основани  конуса коллекторного электрода пучка см, радиус вершины конуса г 4 см, высота усеченного конуса см, диаметр пролетного канала в коллекторном электроде

433084

5 см, рассто ние от оптического центра системы круговой развертки до основани  конуса 200 см , угол отклонени  центральной части 5 измер емого пучка с центральной(равновесной ) энергией ,05 рад,, изменение угла отклонени  пучка за счет немонохроматичности пучка и нестабильности развертывающего пол  ,0015 рад., минимальный угол отклонени  0,0485 рад., максимальный угол отклонени  0,0515 рад., при этом рабоча  поверхность (поверхность взаимодейf5 стви  с пучком ) составл ет г 5000 см Использование изобретени  позво-ЛИТ повысить долговечность устройства дл  измерени  полного тока ускоренного пучка .по сравнению с прототипом за счет з еньшейи  разрушающего действи  пучка, особенно при измерени х на пучках высокой энергии и высокой интенсивности, когда средн   мощность, выдел ема  пучком, может дйстигнуть величин 10 100 кВт и более. Уменьшение разрушающего действи  измер емого пучка на поглощающий элемент достигаетс  благодар  выполнению последнего в

0 виде усеченного конуса, развернутого вершиной к пучку и равномерному развертыванию пучка по его поверхности с помощью раэвертьшающей магнитной системы. При этом дл  пучков элек5 тронов с энергией 120 мЭв со средней мощностью 100 кВт имеющих площадь поперечного сечени  ,-1,75 см , площадь взаимодействи  с поглощающим элементом увеличиваетс  до

0 f 5000 см и, следовательно, плотность локального поглощени  мощности пучка уменьшаетс  до 0,02 кВт/см. Кроме того, это устройство обладает по сравнению с обычно используемыми

5 Цилиндрами Фараде , большей надежностью в эксплуатации, так как не содержит механически перемещаемых в вакууме деталей и подвижных вакуумных уплотнений, что обеспечиваетс  тем, что  е поглощающий эл.емент вводитс  под измер емый пучок , как обычно, а измер емый пучок , который в паузах между измерени ми без потерь пропускаетс  через

5 центральное отверстие в поглощающем электроде, с помощью развертывающей / магнитной системы направл етс  на поверхность коллекторного электрода.

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА ПУЧКА ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ, содержащее соосно расположенные коллекторный электрод, соединенный со схемой регистрации, и систему круговой развертки пучка, установленную перед коллекторным электродом, отличающееся тем, что, с целью повышения срока службы устройства за счет уменьшения разрушающегося действия пучка на коллекторный электрод, коллекторный электрод выполнен в виде развернутого вершиной к системе круговой развертки пучка усеченного конуса, при этом угол отклонения пучка в системе круговой развертки и расстояние от ее оптического центра до основания ко нуса связаны с параметрами конуса соотношением

   Г4 J/2

   L-h где Θ - угол отклонения в системе развертки для центральной части пучка;

   46 - изменение отклонения за счет .

   немонохроматичности пучка и нестабильности развертывающего поля;

   о/ - диаметр пучка в точке отклонения;

   L - расстояние от оптического центра системы круговой . развертки до основания конуса;

   Ь - высота усеченного конуса;

   R - радиус основания конуса;

   г - радиус вершины конуса.
2. 2. Устройство по π.1, отличающееся тем, что вдоль продольной оси коллекторного электрода выполнен сквозной пролетный канал, акцептанс которого больше эмиттанса · измеряемого пучка.