專利名稱：一種用于在線監(jiān)測15MeV以上質(zhì)子束流的透射電離室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及輻射監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于在線監(jiān)測15MeV以上質(zhì)子束流的透射電離室。
背景技術(shù)：
由于HI-13串列加速器是個非穩(wěn)態(tài)輻射源，其所提供的質(zhì)子束流不夠穩(wěn)定，因此會給測量結(jié)果帶來很大影響。為了修正因質(zhì)子束流變化帶來的影響，必須選擇合適的探測器和適當?shù)姆椒▽|(zhì)子束流進行在線監(jiān)測。目前國內(nèi)外用于測量質(zhì)子束流的探測器主要有法拉第筒、金硅面壘探測器和透射電離室等。法拉第筒一般在加速器調(diào)束時使用，調(diào)束前需將法拉第筒置于實驗管道中心，然后出束利用法拉第筒進行束流測量，致使入射粒子被法拉第筒全部擋住，只有在調(diào)束結(jié)束并將法拉第筒移出質(zhì)子運行管道后才能進行實驗工作，因此法拉第筒無法作為在線束流監(jiān)測探測器。另外，由于空氣的電離密度較大，為了獲得可靠的結(jié)果，法拉第筒必須在真空環(huán)境中使用，在一定程度上限制了其應(yīng)用范圍。金硅面壘探測器也是加速器上常用的一種探測器，一般作為在線束流監(jiān)測探測器而被固定于真空側(cè)向管道中。為了使側(cè)向獲得一定強度的束流，需利用散射膜將粒子束斑散開。但側(cè)向在線束流監(jiān)測的前提是散射膜上束斑的位置和面積保持不變，這樣才能保持質(zhì)子實驗管道和側(cè)向位置處的比例關(guān)系保持不變，從而保證側(cè)向監(jiān)測所得束流大小的變化準確反映出質(zhì)子運行方向的束流變化情況。但從實際使用情況來看，加速器的束斑位置并不穩(wěn)定，時常發(fā)生不規(guī)則的跳動而導(dǎo)致束斑位置偏移的情況，而且束斑形狀即束斑面積也存在一定的變化，即使在散射膜前端加一小準直孔也難以完全解決束斑跳動和形變帶來的影響，致使質(zhì)子運行方向和側(cè)向的比例關(guān)系發(fā)生改變，而這種比例關(guān)系變化的大小還與散射膜的方向、散射膜的平整度、散射膜與束流的垂直度以及金硅面壘探測器與散射膜的距離等因素有關(guān)，因此利用金硅面壘探測器進行側(cè)向的在線束流監(jiān)測尚存在一定問題。另外， 金硅面壘探測器在用于質(zhì)子輻照時，由于易受輻射損傷，還受到質(zhì)子束流強度的限制，一般不能超過10_14A，而且需在真空中使用，這也在一定程度上限制了其應(yīng)用范圍。為了解決上述質(zhì)子在線束流監(jiān)測的問題，國際上采用穿透型電離室在粒子運行方向上進行在線束流監(jiān)測。透射電離室也被應(yīng)用于無損探傷電子直線加速器的束流監(jiān)測。不過目前國內(nèi)外文獻公開報道的穿透電離室的結(jié)構(gòu)都較為復(fù)雜，且周圍環(huán)境要求較高。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，體積小巧，操作簡便，能夠在空氣中使用，且能直接在質(zhì)子運動方向上在線監(jiān)測入射質(zhì)子的束流強度變化的透射電離室。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種用于在線監(jiān)測15MeV以上質(zhì)子束流的透射電離室，該裝置為平板電離室，主要由高壓極、收集極、 絕緣體、電極壓片、殼體組成，關(guān)鍵在于，高壓極與收集極之間充有空氣；殼體由上殼體和下殼體組成；下殼體上安裝銷釘，通過銷釘依次將下電極壓片、絕緣體、上電極壓片固定在下殼體上；在絕緣體與上下電極壓片之間分別裝有高壓極和收集極。本實用新型還可以所述的上殼體通過螺紋與下殼體旋緊。所述的銷釘在下殼體上按圓周平均分布3個。所述的高壓極和收集極的材質(zhì)均為金膜，且極間距為3mm。所述的絕緣體為有機玻璃材料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是本裝置為平板電離室結(jié)構(gòu)，高壓極和收集極較薄，能夠使15Mev以上質(zhì)子通過時對其后端的束流影響較小。利用上下兩個電極壓片與絕緣體配合，使電極展平并保持平行， 緊固于絕緣體與電極壓片之間。透射電離室體積小、結(jié)構(gòu)簡單，操作使用方便，且能夠在空氣中在線使用。

圖1裝置的結(jié)構(gòu)示意圖1高壓極、2收集極、3絕緣體、4上電極壓片、5下殼體、6銷釘、7上殼體、8下電極壓片
具體實施方式
以下結(jié)合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細描述一種用于在線監(jiān)測15Mev以上質(zhì)子束流的透射電離室，如圖1所示，該裝置為平板電離室，工作在飽和區(qū)，主要由高壓極1、收集極2、絕緣體3、電極壓片、殼體組成。高壓極1 與收集極2之間充有空氣。殼體由上殼體7和下殼體5組成；下殼體7上安裝銷釘6，本實施采用3顆銷釘6按圓周平均分布，通過銷釘6依次將下電極壓片8、絕緣體3、上電極壓片 4固定在下殼體5上；上殼體7通過螺紋與下殼體5旋緊。在絕緣體3上下分別裝有高壓極 1和收集極2，利用電極壓片4、8使電極展平并保持平行，緊固于絕緣體3與電極壓片之間。 其中高壓極1和收集極2分別通過電纜與讀數(shù)系統(tǒng)連接。在電纜的接頭處和電離室的引入點處，通過填入有機玻璃絕緣材料，降低收集極2引線間隙中的空氣電離引起的雜散電流。 讀數(shù)系統(tǒng)包括靜電計和計算機。本實施例中透射電離室入射窗直徑為15mm，高壓極1和收集極2均采用質(zhì)量厚度為5. 8mg/cm2的金膜，且極間距為3mm，工作氣體為空氣。絕緣體3和電極壓片4、8均為絕緣電阻大于1016Ω有機玻璃材料，具有良好的耐輻照性能和防潮特性，有效降低了電離室的本征漏電流。透射電離室的工作原理是當質(zhì)子穿過電離室靈敏體積中的氣體時，因電離產(chǎn)生的電子和正離子，在電場的作用下分別向電離室的兩極1、2運動，到達收集極2的離子電荷通過信號傳輸電纜傳送到讀數(shù)系統(tǒng)中的靜電計及計算機上進行數(shù)據(jù)獲取，記錄不同時間下對應(yīng)的電流值，這樣就可以通過對一定時間內(nèi)的電流值進行積分，從而對該時間段內(nèi)的測量結(jié)果進行修正。
權(quán)利要求1.一種用于在線監(jiān)測15MeV以上質(zhì)子束流的透射電離室，該裝置為平板電離室，主要由高壓極、收集極、絕緣體、電極壓片、殼體組成，其特征在于，高壓極與收集極之間充有空氣；殼體由上殼體和下殼體組成；下殼體上安裝銷釘，通過銷釘依次將下電極壓片、絕緣體、上電極壓片固定在下殼體上；在絕緣體與上下電極壓片之間分別裝有高壓極和收集極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于在線監(jiān)測15MeV以上質(zhì)子束流的透射電離室，其特征在于，所述的上殼體通過螺紋與下殼體旋緊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于在線監(jiān)測15MeV以上質(zhì)子束流的透射電離室，其特征在于，所述的銷釘在下殼體上按圓周平均分布3個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于在線監(jiān)測15MeV以上質(zhì)子束流的透射電離室，其特征在于，所述的高壓極和收集極的材質(zhì)均為金膜，且極間距為3mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于在線監(jiān)測15MeV以上質(zhì)子束流的透射電離室，其特征在于，所述的絕緣體和電極壓片均為有機玻璃材料。
專利摘要本實用新型公開了一種用于在線監(jiān)測15MeV以上質(zhì)子束流的透射電離室，該裝置為平板電離室，主要由高壓極、收集極、絕緣體、電極壓片、殼體組成，高壓極與收集極之間充有空氣；殼體由上殼體和下殼體組成；下殼體上安裝銷釘，通過銷釘依次將電極壓片、絕緣體、電極壓片固定在下殼體上；在絕緣體與上下電極壓片之間分別裝有高壓極和收集極。該實用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，體積小巧，操作簡便，能夠在空氣中使用，且能直接在質(zhì)子運動方向上在線監(jiān)測入射質(zhì)子的束流強度變化的透射電離室。
文檔編號H01J47/02GK201975365SQ201120054720
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月4日
發(fā)明者葉宏生, 夏文, 徐利軍, 林敏 , 陳義診, 陳克勝 申請人:中國原子能科學(xué)研究院