Применение флуоресцентного экрана CHROMOX для диагностики импульсного электронного пучка низкой энергии

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Сообщается о результатах применения флуоресцентного экрана из алюмооксидной керамики Chromox для измерения распределения плотности тока в поперечном сечении интенсивного импульсного электронного пучка низкой энергии. Были исследованы свойства экрана с напылением золота разной толщины: 30 и 300 нм. Покрытие толщиной 30 нм обладает хорошей проводимостью и при этом достаточной прозрачностью (около 5%) для излучения флуоресценции, что позволяет визуализировать двумерную картину распределения тока пучка с хорошим пространственным разрешением. Однако такое покрытие демонстрирует ограниченную устойчивость к воздействию пучка с током не менее 1.5 А (более 0.6 А/см2), энергией 15 кэВ, длительностью 1 мс. Покрытие толщиной 300 нм обладает значительно большей устойчивостью, но не прозрачно для излучения флуоресценции, поэтому изображение регистрировалось на просвет пластины сцинтиллятора. Такой подход позволяет получить изображение отпечатка пучка, однако с несколько худшим пространственным разрешением.

Full Text

Restricted Access

About the authors

В. В. Куркучеков

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук

Author for correspondence.
Email: V.V.Kurkuchekov@inp.nsk.su
Russian Federation, 630090, Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 11

И. В. Кандауров

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук

Email: V.V.Kurkuchekov@inp.nsk.su
Russian Federation, 630090, Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 11

Н. Абед

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук

Email: V.V.Kurkuchekov@inp.nsk.su
Russian Federation, 630090, Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 11

Д. A. Никифоров

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук

Email: V.V.Kurkuchekov@inp.nsk.su
Russian Federation, 630090, Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 11

Д. С. Таныгина

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук

Email: V.V.Kurkuchekov@inp.nsk.su
Russian Federation, 630090, Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 11

References

  1. Loewenhoff T., HiraiT., Keusemann S. et al. // J. Nucl. Mater. 2011. V. 415. № 1. Р. S51. http://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2010.08.065
  2. Vyacheslavov L., Arakcheev A., Burdakov A. et al. // AIP Conf. Proc. 2016. V. 1771. № 1. 060004. https://doi.org/10.1063/1.4964212
  3. Куркучеков В.В., Абед Н., Иванов А.В., Кандауров И.В., Никифоров Д.А. // ВАНТ. Сер. Термоядерный синтез. 2024. Т. 47. № 2. С. 73.
  4. Schuch R.L., Kelly J.G. // Rev. Sci. Instrum. 1972. V. 43. № 8. P. 1097. https://doi.org/10.1063/1.1685854
  5. Forck P. arXiv preprint arXiv:2009.10411. 2020. https://doi.org/10.48550/arXiv.2009.10411
  6. Kurkuchekov V., Kandaurov I., Trunev Y. // J. Instrum. 2018. V. 13. № 5. P05003. http://doi.org/10.1088/1748-0221/13/05/P05003
  7. Silva T.F., Bonini A.L., Lima R.R. et al. // Rev. Sci. Instrum. 2012. V. 83. № 9. https://doi.org/10.1063/1.4748519
  8. Астрелин В.Т., Бурдаков А.В., Заболотский А.Ю. и др. // ПТЭ. 2004. № 2. С. 66. https://doi.org/10.1023/B:INET.0000025201.89969.ae
  9. Ischebeck R., Prat E., Thominet V., Loch C.O. // Phys. Rev. ST Accel. Beams. 2015. V. 18. № 8. 082802. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevSTAB.18.082802
  10. McCarthy K.J., Baciero A., Zurro B. et al. // J. Appl. Phys. 2002. V. 92. № 11. P. 6541. https://doi.org/10.1063/1.1518133
  11. Bal C., Bravin E., Lefèvre T. et al. // Proceedings of DIPAC 2005. Lyon, France. 2005. P. 57. № CERN-AB-2005-067.
  12. Forck P., Andre C., Becker F. et al. // Proceedings of DIPAC2011, Hamburg, Germany, MOPD53. P. 170.
  13. Good J., Kube G., Leuschner N. et al. // J. Phys. Conf. Ser. 2013. V. 425. № 12. 122012. http://dx.doi.org/10.1088/1742-6596/425/12/122012
  14. Lumpkin A.H., Yang B.X., Berg W.J. et al. // Nucl. Instrum. Methods. Phys. Res. A. 1999. V. 429. № 1–3. P. 336. https://doi.org/10.1016/S0168-9002(99)00075-3
  15. Описание камеры. http://www.sptt.ru/sptt/catalog.php?l
  16. Berg W., Ko K. // AIP Conf. Proc. 1992. V. 281. № 1. P. 279. https://doi.org/10.1063/1.44348
  17. Антонец И.В., Котов Л.Н., Некипелов С.В., Карпушов Е.Н. // ЖТФ. 2004. Т. 74. № 11. С. 102.
  18. Axelevitch A., Gorenstein B., Golan G. // Physics Procedia. 2012. V. 32. P. 1. http://dx.doi.org/10.1016/j.phpro.2012.03.510
  19. Goldstein J., Newbury D., Michael J. et al. Scanning electron microscopy and X-ray microanalysis. New York: Springer, 2018. http://dx.doi.org/10.1007/978-1-4939-6676-9
  20. Renuka K., Ensinger W., Andre C., Beeker F., Forck P., Haseitl R., Reiter A., Walasek-Hohne B. // BIW2012 Proceedings. Newport, VA, USA. TUPG022. 2012. P. 183.
  21. Berger M.J. ESTAR, PSTAR, and ASTAR: Computer programs for calculating stopping-power and range tables for electrons, protons, and helium ions. NIST. US Department of Commerce. 1992.
  22. Hubbell J.H., Seltzer S.M. X-Ray Mass Attenuation Coefficients. NIST, US Department of Commerce, 1995. https://dx.doi.org/10.18434/T4D01F

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. a – Schematic diagram of registration of electron beam current distribution using Chromox fluorescent ceramics. b – Vacuum slide with fixed fluorescent screen.

Download (126KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Photographs of the Chromox screen glow under the influence of an electron beam at different values ​​of the leading magnetic field.

Download (180KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Image of a beam imprint on a Chromox screen with a 30 nm thick gold coating.

Download (89KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Dependence of the integral brightness of beam prints on the number of beam electrons.

Download (90KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. a – Example of a photograph of a discharge occurring on the surface of a fluorescent screen. b – Image of a beam imprint and multiple traces of discharges after several dozen pulses.

Download (171KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. a – External view of the Chromox fluorescent screen with a 300 nm thick gold coating. b – Schematic diagram of the beam current distribution registration for radiation transmitted through the scintillator plate.

Download (126KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Image of the beam imprint glow on the back of a Chromox fluorescent screen with a 300 nm thick gold coating.

Download (61KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences