Применение флуоресцентного экрана CHROMOX для диагностики импульсного электронного пучка низкой энергии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

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.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. В. Куркучеков

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

Автор, ответственный за переписку.
Email: V.V.Kurkuchekov@inp.nsk.su
Россия, 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
Россия, 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
Россия, 630090, Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 11

Д. А. Никифоров

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

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

Список литературы

  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

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. а – Схема регистрации распределения тока электронного пучка с помощью флуоресцентной керамики Chromox. б – Вакуумная подвижка с закрепленным флуоресцентным экраном.

Скачать (126KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Снимки свечения экрана Chromox под действием пучка электронов при различной величине ведущего магнитного поля.

Скачать (180KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Изображение отпечатка пучка на экране Chromox с золотым напылением толщиной 30 нм.

Скачать (89KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость интегральной яркости отпечатков пучка от количества электронов пучка.

Скачать (90KB)
Метаданные
6. Рис. 5. а – Пример снимка разряда возникающего на поверхности флуоресцентного экрана. б – Изображение отпечатка пучка и множественных следов от разрядов после нескольких десятков импульсов.

Скачать (171KB)
Метаданные
7. Рис. 6. а – Внешний вид флуоресцентного экрана Chromox с напылением золота толщиной 300 нм. б – Схема регистрации распределения тока пучка по излучению прошедшему сквозь пластину сцинтиллятора.

Скачать (126KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Изображение свечения отпечатка пучка на обратной стороне флуоресцентного экрана Chromox с золотым напылением толщиной 300 нм.

Скачать (61KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025