【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及核辐射测量，具体而言，尤其涉及一种用于测量离子散射束介于边沿处和中心处之间束流密度的测流装置、方法及其应用方法。
技术介绍
1、根据卢瑟福背散射原理，运动的带电粒子与原子碰撞，会在一个圆锥角内呈现一定分布射出。根据这种原理，让一束运动的离子束通过一个金膜(或其他重原子薄膜)散射后，就可获得散射束。用此种散射法很容易获得大的束斑面积，同时有效降低束流单位面积的流强，扩大加速器引出离子的使用范围。与磁铁扫描的方法相比，散射法具有装置结构简单，不受空间限制的优点。
2、但是，散射束的特点是单位面积的束流密度从中心处到边沿处呈梯度分布，即从中心处向边沿处逐渐减小。中心处的束流密度(1011ion/cm2s)可用法拉第筒加皮安表进行测量，边沿处束流密度(104ion/cm2s)可用常规探测器(例如金硅面垒探测器、半导体探测器或闪烁体探测器)进行测量，而由于介于边沿处和中心处之间的束流密度(即介于104ion/cm2s与1011ion/cm2s之间)较弱，法拉第筒法不易测到，却又超出常规探测器的承受范围，因此需要开发新的测流装置和方法进行测量。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提供了一种离子散射束测流装置及方法，旨在测量离子散射束介于边沿处和中心处之间的束流密度。
2、为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种用于测量离子散射束束流密度的测流装置，包括：
4、作为优选：所述偏压环包括一体设置的外圆环体、中心体和栅板，所述外圆环体的直径与基座的直径相同，所述中心体位于所述外圆环体的圆心位置，若干所述栅板沿周向一体连接在所述外圆环体与所述中心体之间，以在所述外圆环体与所述中心体之间形成多个扇形镂空部，束流通过所述扇形镂空部后打在所述测流环上。
5、作为优选：所述基座的正面开设有用于固定所述测流环和偏压环的第一连接孔，所述基座的侧面设有适于与所述旋转升降台紧固连接的螺孔。
6、作为优选：各所述测流环的宽度可相等或不相等，每个所述测流环上开设有第二连接孔，所述测流环的第二连接孔通过第一陶瓷连接件与所述基座的第一连接孔紧固连接；同时，每个所述测流环上开设有引线孔，所述引线孔用于与导线连接以引出电流信号。
7、作为优选：在所述偏压环的外圆环体和中心体上开设有第三连接孔，所述偏压环的第三连接孔通过第二陶瓷连接件与所述基座的第一连接孔紧固连接。
8、作为优选：所述偏压环和测流环位于两个相互平行的平面上，且两平面相距25mm。
9、第二方面，本专利技术提供了一种用于测量离子散射束束流密度的测流方法，基于本专利技术第一方面所述的测流装置，该测流方法包括以下步骤：
10、旋转所述基座，使各所述测流环的测流平面与束流相对，分别测量每个所述测流环上的束流密度，再除以每个所述测流环上束流的面积，获得所述测流环中线处的束流密度；
11、以所述测流环中线处半径为x轴，以所述测流环中线处的束流密度为y轴，绘制束流密度随所述测流环中线处半径梯度分布的曲线，获得散射束的束流密度分布。
12、作为优选：所述测流环上的束流面积为所述测流环的面积减去被所述偏压环的栅板遮挡部分的面积。
13、第三方面，本专利技术提供了一种本专利技术第一方面所述的测流装置的应用方法，包括以下步骤：
14、设置一样品台，所述样品台的正面刻有用于标定辐照剂量的同心圆和轴线；
15、将所述样品台安装在所述基座的背面侧，并在所述样平台上安装辐照样品；
16、旋转所述基座，使所述样品台与束流相对，实施辐照实验，根据所述辐照样品在所述样品台上的位置即可确定所述辐照样品所接收到的辐照剂量。
17、作为优选：所述基座的背面开设有用于固定所述样品台的第一螺钉孔，相应地所述样品台上开设有第二螺钉孔，所述样品台的第二螺钉孔通过螺钉与所述基座的第一螺钉孔紧固连接；同时，所述测流环平面到螺孔中心的距离与所述样品台平面到螺孔中心的距离相同，以保证所测束流密度分布与辐照样品接收束流密度分布的一致性。
18、本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
19、本专利技术针对离子散射束径向分布不均匀且呈旋转对称性的特点，设计了一种离子散射束测流装置，测流信号由一系列同心设置的测流环引出，偏压信号由位于测流环前方的偏压环引入，克服了束流密度在104ion/cm2s与1011ion/cm2s范围内的束流不易测量的缺点，应用该装置可以测量散射束的周边束流单位面积的束流密度。
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1.一种用于测量离子散射束束流密度的测流装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的测流装置，其特征在于，所述偏压环包括一体设置的外圆环体、中心体和栅板，所述外圆环体的直径与所述基座的直径相同，所述中心体位于所述外圆环体的圆心位置，若干所述栅板沿周向一体连接在所述外圆环体与所述中心体之间，以在所述外圆环体与所述中心体之间形成多个扇形镂空部，束流通过所述扇形镂空部后打在所述测流环上。
3.根据权利要求2所述的测流装置，其特征在于，所述基座的正面开设有用于固定所述测流环和偏压环的第一连接孔，所述基座的侧面设有适于与所述旋转升降台紧固连接的螺孔。
4.根据权利要求3所述的测流装置，其特征在于，各所述测流环的宽度可相等或不相等，每个所述测流环上开设有第二连接孔，所述测流环的第二连接孔通过第一陶瓷连接件与所述基座的第一连接孔紧固连接；同时，每个所述测流环上开设有引线孔，所述引线孔用于与导线连接以引出电流信号。
5.根据权利要求3所述的测流装置，其特征在于，在所述偏压环的外圆环体和中心体上开设有第三连接孔，所述偏压环的第三连接孔通过第二陶
6.根据权利要求1至5任意一项所述的测流装置，其特征在于，所述偏压环和测流环位于两个相互平行的平面上，且两平面相距25mm。
7.一种用于测量离子散射束束流密度的测流方法，基于如权利要求3所述的测流装置，其特征在于，该测流方法包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的测流方法，其特征在于，所述测流环上的束流面积为所述测流环的面积减去被所述偏压环的栅板遮挡部分的面积。
9.一种如权利要求3所述的测流装置的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的应用方法，其特征在于，所述基座的背面开设有用于固定所述样品台的第一螺钉孔，相应地所述样品台上开设有第二螺钉孔，所述样品台的第二螺钉孔通过螺钉与所述基座的第一螺钉孔紧固连接；同时，所述测流环平面到螺孔中心的距离与所述样品台平面到螺孔中心的距离相同，以保证所测束流密度分布与辐照样品接收束流密度分布的一致性。
...【技术特征摘要】
1.一种用于测量离子散射束束流密度的测流装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的测流装置，其特征在于，所述偏压环包括一体设置的外圆环体、中心体和栅板，所述外圆环体的直径与所述基座的直径相同，所述中心体位于所述外圆环体的圆心位置，若干所述栅板沿周向一体连接在所述外圆环体与所述中心体之间，以在所述外圆环体与所述中心体之间形成多个扇形镂空部，束流通过所述扇形镂空部后打在所述测流环上。
3.根据权利要求2所述的测流装置，其特征在于，所述基座的正面开设有用于固定所述测流环和偏压环的第一连接孔，所述基座的侧面设有适于与所述旋转升降台紧固连接的螺孔。
4.根据权利要求3所述的测流装置，其特征在于，各所述测流环的宽度可相等或不相等，每个所述测流环上开设有第二连接孔，所述测流环的第二连接孔通过第一陶瓷连接件与所述基座的第一连接孔紧固连接；同时，每个所述测流环上开设有引线孔，所述引线孔用于与导线连接以引出电流信号。
5.根据权利要求3所述的测流装置，其特征在于，在所述偏压环的外圆环体...
【专利技术属性】
技术研发人员：缑洁，张崇宏，杨义涛，宋银，张雍，李建洋，
申请(专利权)人：中国科学院近代物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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