[发明专利]强流脉冲电子束入射角二维分布测量探头、装置及方法

权利要求书

1.一种强流脉冲电子束入射角二维分布测量探头，其特征在于：包括不锈钢阳极、有机玻璃模块托体、1个简易法拉第筒、N+1个SSMA型同轴转接器、N个衰减片，N≥2；所述有机玻璃模块托体设置在不锈钢阳极内；所述不锈钢阳极包括准直板，所述准直板位于有机玻璃模块托体前方；所述有机玻璃模块托体3设置有N+1个蜂窝状分布的法拉第筒安装孔，简易法拉第筒放置在中心的安装孔内，N个结构相同的法拉第筒放置在其余的法拉第筒安装孔内；法拉第筒由内向外依次由高纯石墨收集体、有机玻璃绝缘套筒和不锈钢屏蔽筒组成；简易法拉第筒由高纯石墨收集体组成；高纯石墨收集体加正偏压，其前端面中心设置有盲孔的内底面刻有多个齿槽，其后端面分别接SSMA型同轴转接器，用于引出信号；所述准直板设置有N+1个准直孔；每个准直孔均与一个法拉第筒安装孔同轴心设置；N个衰减片分别放置在N个法拉第筒和相应的准直孔之间，衰减片厚度互不相同。

2.根据权利要求1所述的强流脉冲电子束入射角二维分布测量探头，其特征在于：所述高纯石墨收集体前端的盲孔内底面刻有多个齿槽。

3.根据权利要求4所述的强流脉冲电子束入射角二维分布测量探头，其特征在于：所述齿槽数量为5个，齿槽角度为60°。

4.根据权利要求1或2或3所述的强流脉冲电子束入射角二维分布测量探头，其特征在于：所述准直孔为V型准直孔，所述衰减片为铝膜衰减片。

5.根据权利要求4所述的强流脉冲电子束入射角二维分布测量探头，其特征在于：所述N＝4；4个法拉第筒均布在简易法拉第套筒圆周。

6.基于权利要求1至5所述强流脉冲电子束入射角二维分布测量探头的测量装置，其特征在于：包括至少三个测量探头，分别位于实验靶靶面的不同位置。

7.根据权利要求6所述测量装置，其特征在于：所述测量探头的数量为三个，分别位于实验靶靶面的靶心、边缘以及二者之间的中间区域。

8.一种强流脉冲电子束入射角二维分布的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)建立关联数据库：

1.1)建立单能电子束轰击一定厚度衰减片蒙特卡罗模型，得到能量为E束流强度为I的电子束以不同入射角轰击厚度为d的衰减片后的透射束流强度i(E,d,θ)；

1.2)定义i与I之比为透射系数，记为α(E,d,θ)；

1.3)在能量E和衰减片材料确定的前提下，建立起透射系数α、衰减片厚度d与入射角θ间的关联数据库；

2)将测量装置装配到强流电子束二极管上,进行实验,测量得到二极管间隙电压；通过至少一个强流脉冲电子束入射角二维分布测量探头，测量强流脉冲电子束束流强度I(t)和轰击不同厚度衰减片后的束流强度i(t,d)，得到实测的各个t时刻下的透射系数αexp(E,d)；

3)求出限定靶面位置处t时刻电子束入射角分布：3.1)关联t时刻二极管间隙电压，得到该时刻下入射电子束能量E；

3.2)利用式(1)或式(2)，代入透射系数数据库α(E,d,θ),通过穷举法或者人为设定p(θ)并进行反复迭代逼近，得到使式(1)或式(2)成立的p(θ)。该p(θ)即是限定靶面位置处时刻t下的归一化入射角分布；

αexp(E,d)=∫0θmaxf(θ)α(E,d,θ)dθ---(1)]]>

其中：

f(θ)为电子束入射角分布函数；

θmax为最大积分角度，由V型准直孔角度确定；

p(θ)为归一化的电子以θ角入射的概率。