[发明专利]消除空间粒子探测器偏转磁铁的漏磁和反散射效应的装置

说明书

技术领域

本发明涉及空间粒子探测领域，特别涉及一种消除空间粒子探测器偏转磁铁的漏磁和反散射效应的装置。

背景技术

随着我国航天事业的发展，空间粒子辐射环境的测量也越来越重要。空间中的高能质子具有能量高、通量大、穿透力强等特点，成为空间粒子辐射环境的重要测量对象。由于空间中的粒子辐射环境属于混合粒子辐射环境，除了质子外，还包括大量的电子，而且电子的穿透能力比质子更强，更加容易进入到探测器中，对探测器的测量造成干扰，同时会使探测器的寿命变短。为了消除电子的干扰，一般在探测器的探头处使用偏转磁铁对电子进行偏转，使之无法入射到探测器内部，达到排除电子的目的。参见参考文献1“地球物理学报2007Vol（50）p684-690”。

但在卫星载荷上使用偏转磁铁的同时也会引入两个问题，一是磁矩变大，使用磁铁后整个仪器的剩磁增大，从而产生较大的磁矩，会对卫星的姿态控制造成影响；二是电子弹性散射效应增强，影响偏转效率，由于磁铁一般为稀土材料，其原子序数更高，被偏转的电子打到磁铁后，在高原子序数的材料上不易吸收，而会对电子的进行散射，在磁铁表面被散射的电子会进入探测器，降低磁铁对电子的偏转效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中在空间粒子探测器上使用偏转磁铁后引起的磁矩和弹性散射增大的缺陷，从而提供一种对磁铁进行屏蔽以及降低电子反散射效应的装置。

为了实现上述目的，本发明提供了一种消除空间粒子探测器偏转磁铁的漏磁和反散射效应的装置，包括：环状永磁偏转磁铁1、防侧漏磁屏蔽台2、磁隔离台3、防上漏磁屏蔽台4以及反散射台5；其中，

所述的环状永磁偏转磁铁1用于产生稳定的永久磁场，其外侧包围有用于对环状永磁偏转磁铁1四周的磁漏进行屏蔽的所述防侧漏磁屏蔽台2，其内侧安装有用于消除电子的反散射效应的反散射台5；所述环状永磁偏转磁铁1的顶部还安装有用于对环状永磁偏转磁铁1上部的漏磁进行屏蔽的防上漏磁屏蔽台4，在所述环状永磁偏转磁铁1与所述防上漏磁屏蔽台4之间安装有用于对两者进行隔离的磁隔离台3。

上述技术方案中，所述环状永磁偏转磁铁1成圆环形，包括多个紧密连接的磁钢块；采用钐-钴材料或稀土材料钕铁硼制成。

上述技术方案中，所述防侧漏磁屏蔽台2成圆环形，其与所述环状永磁偏转磁铁1紧密连接；采用纯铁或坡莫合金制成。

上述技术方案中，所述防上漏磁屏蔽台4为截面为梯形的圆环；采用纯铁或坡莫合金制成。

上述技术方案中，所述隔离台3为扁平的环状结构；采用非导磁材料制成。

上述技术方案中，所述反散射台5外形为圆环状，内部为环状的锯齿形结构，采用低原子序数的铝材料制成。

上述技术方案中，所述反散射台5中的锯齿的厚度为0.3-0.5mm，锯齿的间隔为3-5mm。

本发明的优点在于：

本发明的装置能够对使用偏转磁铁的空间粒子探测器进行磁屏蔽，同时该装置还能够有效消除电子在磁铁表面产生的反散射效应。通过实测表明，使用该装置能够将探测器开口处的剩磁降低70%以上，磁矩降低50%左右，反散射效应能够降低30%左右。

附图说明

图1是本发明的消除空间粒子探测器偏转磁铁的漏磁和反散射效应的装置的结构示意图；

图2（a）是本发明中的环状永磁偏转磁铁的俯视图；

图2（b）本发明中的环状永磁偏转磁铁的立体图；

图3是本发明中的防侧漏磁屏蔽台的剖视图；

图4（a）是本发明中的防上漏磁屏蔽台的剖视图；

图4（b）是本发明中的防上漏磁屏蔽台的立体图；

图5（a）是本发明中的锯齿形反散射台的立体图；

图5（b）是本发明中的锯齿形反散射台的剖视图。

标号说明

1  环状永磁偏转磁铁  2  防侧漏磁屏蔽台  3  磁隔离台

4  防上漏磁屏蔽台    5  反散射台

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步的描述。