本發明屬于帶電粒子束測量,特別是涉及一種對mev質子束和電子束的高能雙束測量的法拉第筒。
背景技術:
1、法拉第筒是測量帶電粒子束流強度的基本裝置之一,其通過攔截帶電離子束并收集其電荷,實現對束流的流強測量。
2、空間環境地面模擬裝置需要對其產生的兩種帶電粒子束進行測量,即不能破壞真空環境,又要節省測量腔室使用空間。其兩種帶電粒子束分別為1mev電子束和10mev質子束,束流強度均小于1ma。使用法拉第筒對1mev電子束與10mev質子束進行測量時,一般采用不同構型的法拉第筒分別測量。測量10mev質子束時,由于其入射深度淺,并且與導體碰撞時易造成帶電粒子濺射影響測量精度,一般使用較深的法拉第筒,并在入口處設置偏壓環抑制帶電粒子濺射。1mev電子束與導體碰撞時,相較于10mev質子束有較深的入射深度和較大的徑跡歧離,甚至會產生背散射電子。同時因為韌致輻射會產生大量0-1mev能區的連續譜γ光子,光子逃逸過程中與導體發生光電效應和康普頓散射產生次級電子。背散射電子和次級電子的產生均對1mev電子束流測量的準確性造成較大影響,一般使用較長的實心法拉第筒,并在入口處設置偏壓環抑制背散射電子。對mev質子束和電子束的高能雙束測量的法拉第筒的設計方案,需要兼具上述測量功能,并實現束流強度的高精度測量。
技術實現思路
1、有鑒于此,本發明旨在提出一種對mev質子束和電子束的高能雙束測量的法拉第筒,解決攜帶不同能量的兩種高能粒子束,在檢測時無法由一個法拉第筒完成測量的問題。
2、為實現上述目的,本發明采用以下技術方案,根據本發明的一個方面,提供一種對mev質子束和電子束的高能雙束測量的法拉第筒,包括:
3、承載部,內部絕緣設置有固定部,二者間形成第一腔;
4、防濺射部,設置在固定部上,二者形成第二腔,所述第一腔和第二腔連通;
5、其中,所述承載部上設有用于將束流導向到所述防濺射部的引射端。
6、更進一步的,所述第一腔和第二腔通過設置在固定部上的貫穿孔連通。
7、更進一步的,所述固定部、防濺射部和引射端同軸布置。
8、更進一步的,所述固定部和承載部間設有絕緣支撐部。
9、更進一步的,所述承載部包括外筒、連接在外筒一端的進束擋板、連接在外筒另一端的固定擋板,所述引射端為進束孔并設置在束擋板上。
10、更進一步的,所述絕緣支撐部設置在固定部、外筒和固定擋板之間。
11、更進一步的,所述絕緣支撐部、固定部、外筒和固定擋板緊密配合。
12、更進一步的,所述固定部遠離防濺射部端設有導出電流的連接部。
13、更進一步的,所述連接部上設有緊固部用于固定連接部。
14、更進一步的,所述防濺射部為厚度約10微米的鋁箔金屬薄膜或防濺射/背散射薄膜材料。
15、更進一步的,所述固定部、所述承載部材料為無氧銅。
16、更進一步的,所述絕緣支撐部、絕緣墊片材料為陶瓷或聚四氟乙烯等其他絕緣材料。
17、與現有技術相比,本發明的有益效果是:
18、承載部為空腔結構,用于安裝固定部,防止外部低能帶電粒子及外部電磁環境等對測量進行干擾,同時所述外筒可加100-200v電壓用于抑制所述固定部二次電子發射,增加測量精度,且固定部和承載部間絕緣。所述固定部的較高的實心金屬部分可吸收絕大部分γ光子,防止光子產生的次級電子對測量造成影響。粒子束流通過承載部上的引射端投射在固定部上的防濺射部,然后粒子束流通過防濺射部進入到第二腔后再經過固定部導出,防濺射部和第二腔有效地防止帶電粒子濺射或背散射影響測量準確性,第一腔和第二腔連通可以防止在抽真空時因壓強差而破裂損壞。
1.一種對mev質子束和電子束的高能雙束測量的法拉第筒,其特征在于,包括:
2.根據權利要求1所述的一種對mev質子束和電子束的高能雙束測量的法拉第筒,其特征在于:所述第一腔(11)和第二腔(12)通過設置在固定部(1)上的貫穿孔(7)連通。
3.根據權利要求2所述的一種對mev質子束和電子束的高能雙束測量的法拉第筒,其特征在于:所述固定部(1)、防濺射部(2)和引射端同軸布置。
4.根據權利要求1、2或3所述的一種對mev質子束和電子束的高能雙束測量的法拉第筒,其特征在于:所述固定部(1)和承載部間設有絕緣支撐部(3)。
5.根據權利要求4所述的一種對mev質子束和電子束的高能雙束測量的法拉第筒,其特征在于:所述承載部包括外筒(4),連接在外筒(4)一端的進束擋板(5),連接在外筒(4)另一端的固定擋板(6),所述引射端為進束孔并設置在束擋板(5)上。
6.根據權利要求5所述的一種對mev質子束和電子束的高能雙束測量的法拉第筒,其特征在于:所述絕緣支撐部(3)設置在固定部(1)、外筒(4)和固定擋板(6)之間,所述絕緣支撐部(3)、固定部(1)、外筒(4)和固定擋板(6)緊密配合。
7.根據權利要求6所述的一種對mev質子束和電子束的高能雙束測量的法拉第筒,其特征在于:所述固定部(1)遠離防濺射部(2)端設有導出電流的連接部(10)。
8.根據權利要求7所述的一種對mev質子束和電子束的高能雙束測量的法拉第筒,其特征在于:所述連接部(10)上設有緊固部(9)用于固定連接部(10)。
9.根據權利要求1、2、3、5、6、7或8所述的一種對mev質子束和電子束的高能雙束測量的法拉第筒,其特征在于:所述防濺射部(2)為厚度約10微米的鋁箔金屬薄膜或防濺射/背散射薄膜材料。
10.根據權利要求8所述的一種對mev質子束和電子束的高能雙束測量的法拉第筒,其特征在于,所述固定部(1)、所述承載部材料為無氧銅,所述絕緣支撐部(3)、絕緣墊片(8)材料為陶瓷或聚四氟乙烯等其他絕緣材料。