一种用于辐照效应实验研究的束流均匀性测量装置及方法与流程

本发明属于辐射探测器，具体涉及一种用于辐照效应实验研究的束流均匀性测量装置及方法。

背景技术：

1、在电子学元器件和材料的辐射效应研究、以及辐照可靠性评估过程中，探测器是必不可少的设备，用于记录加速器引出的粒子信息。根据辐照实验需求，每次变更束流后都需要测量束流的能量、注量/注量率等参数。随着电子系统集成度的增加，对单个器件辐射效应的研究及抗辐照性能的评估已经不能满足实际需求，逐渐转变为对整个系统抗辐照性能的研究及评估，因此需要较大的面积的均匀束流进行辐照。

2、同时，为节省束流时间，保证束斑均匀性测量的准确性，单个探测器逐点扫描的方式已不再适用，需要采用由多个探测器组成的探测器阵列同时获取束斑面积内不同点的束流参数，进而计算束流的均匀性。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于辐照效应实验研究的束流均匀性测量装置，通过合理设计探测器个数，满足大束斑面积束流均匀性的测量需求；通过设计加工探测器固定装置，保证探测器的快速换样及平行于束流方向的准确测量。

2、为达到以上目的，本发明采用的技术方案如下：一种用于辐照效应实验研究的束流均匀性测量装置，主要包括样品架和探测器组，其中：

3、所述样品架为田字格型架体，包括矩形框体、水平梁、竖直梁；

4、所述水平梁的两端分别与矩形框体的两竖直边固定连接，所述水平梁的中部从上往下开设有贯通槽；所述矩形框体的两水平边内侧均设置有滑槽，所述竖直梁贯穿所述贯通槽，所述竖直梁的两端分别置于两水平边的滑槽中与矩形框体的两水平边滑动连接；

5、所述探测器组沿着束流方向依次包括前面板、探测器、后面板、压片板，其中，所述前面板、后面板与所述矩形框体平行，所述前面板、后面板分别与所述矩形框体连接；

6、所述前面板上设置多个第一通孔，所述后面板上对应设置与第一通孔的中心线重合的第二通孔；所述探测器的前端置于所述第一通孔中，所述探测器的后端置于所述第二通孔中，且所述第二通孔的直径大于探测器的主体外径；

7、所述压片板将所述探测器的后端限位固定于所述第二通孔中。

8、进一步，所述前面板、后面板分别通过固定螺栓可拆卸的安装在所述矩形框体上。

9、进一步，根据所述探测器的主体长度尺寸，通过调节固定螺栓来调整所述前面板与后面板之间的距离。

10、进一步，多个所述第一通孔在所述前面板上布置为n×n等间距阵列，其中n≥2；

11、所述探测器固定安装于所述第一通孔和第二通孔之间，构成n×n的探测器阵列。

12、进一步，所述压片板具有u型限位槽，所述u型限位槽的u型口径均小于探测器的主体外径，且大于探测器的后端引出的线缆直径；

13、所述压片板通过u型限位槽将所述探测器的后端限位固定于所述第二通孔中。

14、进一步，所述压片板还包括压片板螺栓孔，采用螺栓通过所述压片板螺栓孔将所述压片板固定安装在所述后面板的背面。

15、进一步，所述竖直梁的中部设置有第一定位螺栓孔，并根据所述探测器组的安装尺寸在水平梁上开设第二定位螺栓孔，通过滑动竖直梁来调整所述第一定位螺栓孔与第二定位螺栓孔相通，并采用螺栓将所述竖直梁与水平梁固定连接；

16、所述前面板、后面板分别通过固定螺栓安装固定在竖直梁上。

17、进一步，所述样品架置于与步进电机连接的xy轴滑台上，通过步进电机控制所述样品架移动。

18、进一步，所述装置采用有机玻璃材料制成。

19、本发明还提供一种用于辐照效应实验研究的束流均匀性测量方法，基于所述的用于辐照效应实验研究的束流均匀性测量装置来实现，包括如下步骤：

20、s1、将所述探测器组固定安装在样品架上：根据所述探测器组的安装尺寸，滑动竖直梁，并采用螺栓将竖直梁与水平梁固定连接，然后将所述前面板、后面板分别安装在样品架，再结合所述压片板，将探测器固定安装在第一通孔和第二通孔之间，构成探测器阵列；

21、s2、通过步进电机控制所述样品架，调整所述探测器方向与束流方向平行，并移动探测器组进行测量，以满足辐射效应实验均匀性测量需求。

22、本发明的有益效果如下：采用本发明所提供的用于辐照效应实验研究的束流均匀性测量装置及方法，通过将样品架设置为包括矩形框体、水平梁、竖直梁的田字格型架体，其中所述水平梁的两端分别与矩形框体的两竖直边固定连接，水平梁的中部从上往下开设有贯通槽；所述矩形框体的两水平边内侧均设置有滑槽，所述竖直梁贯穿所述贯通槽，所述竖直梁的两端分别置于两水平边的滑槽中与矩形框体的两水平边滑动连接；并通过将沿着束流方向依次包括前面板、探测器、后面板、压片板的探测器组固定安装在样品架上，其中所述前面板上设置多个第一通孔，所述后面板上对应设置与第一通孔的中心线重合的第二通孔；所述探测器的前端置于所述第一通孔中，所述探测器的后端置于所述第二通孔中，且所述第二通孔的直径大于探测器的主体外径，所述压片板将所述探测器的后端限位固定于所述第二通孔中；能够将所述探测器固定安装于所述第一通孔和第二通孔之间，按设置的方向固定安装于前面板与后面板之间，构成n×n的探测器阵列，结合步进电机控制样品架移动，可以移动探测器阵列次测得多个数据点，以满足辐射效应实验均匀性测量需求。本发明提供的装置可将所述探测器组一次性安装到样品架上，大大节省了束流时间；同时，可根据探测器的主体长度尺寸，通过调节固定螺栓来调整前面板与后面板之间的距离，从而实现探测器的快速拆装和固定。此外，本发明通过前面板和后面板固定探测器，可有效避免探测器在频繁拆装或移动过程中发生偏移而导致的探测器方向与束流方向不再平行，从而避免影响探测器对束流注量率的测量准确性。

技术特征：

1.一种用于辐照效应实验研究的束流均匀性测量装置，其特征在于，主要包括样品架和探测器组，其中：

2.根据权利要求1所述的一种用于辐照效应实验研究的束流均匀性测量装置，其特征在于，所述前面板、后面板分别通过固定螺栓可拆卸的安装在所述矩形框体上。

3.根据权利要求2所述的一种用于辐照效应实验研究的束流均匀性测量装置，其特征在于，根据所述探测器的主体长度尺寸，通过调节固定螺栓来调整所述前面板与后面板之间的距离。

4.根据权利要求1所述的一种用于辐照效应实验研究的束流均匀性测量装置，其特征在于，多个所述第一通孔在所述前面板上布置为n×n等间距阵列，其中n≥2；

5.根据权利要求1所述的一种用于辐照效应实验研究的束流均匀性测量装置，其特征在于，所述压片板具有u型限位槽，所述u型限位槽的u型口径均小于探测器的主体外径，且大于探测器的后端引出的线缆直径；

6.根据权利要求1所述的一种用于辐照效应实验研究的束流均匀性测量装置，其特征在于，所述压片板还包括压片板螺栓孔，采用螺栓通过所述压片板螺栓孔将所述压片板固定安装在所述后面板的背面。

7.根据权利要求1所述的一种用于辐照效应实验研究的束流均匀性测量装置，其特征在于，所述竖直梁的中部设置有第一定位螺栓孔，并根据所述探测器组的安装尺寸在水平梁上开设第二定位螺栓孔，通过滑动竖直梁来调整所述第一定位螺栓孔与第二定位螺栓孔相通，并采用螺栓将所述竖直梁与水平梁固定连接；

8.根据权利要求1所述的一种用于辐照效应实验研究的束流均匀性测量装置，其特征在于，所述样品架置于与步进电机连接的xy轴滑台上，通过步进电机控制所述样品架移动。

9.根据权利要求1所述的一种用于辐照效应实验研究的束流均匀性测量装置，其特征在于，所述装置采用有机玻璃材料制成。

10.一种用于辐照效应实验研究的束流均匀性测量方法，基于权利要求1-9中任一项所述的用于辐照效应实验研究的束流均匀性测量装置来实现，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明涉及一种用于辐照效应实验研究的束流均匀性测量装置及方法。本发明通过将样品架设置为包括矩形框体、水平梁、竖直梁的田字格型架体，水平梁的两端与矩形框体的两竖直边固定连接，竖直梁贯穿水平梁的中部从上往下开设的贯通槽、与矩形框体的两水平边滑动连接；并通过将沿着束流方向依次包括前面板、探测器、后面板、压片板的探测器组固定安装在样品架上，前面板上设置多个第一通孔，后面板上对应设置与第一通孔的中心线重合的第二通孔；结合压片板能够将探测器固定安装于第一通孔和第二通孔之间，构成n×n的探测器阵列，结合步进电机控制样品架移动，可以移动探测器阵列次测得多个数据点，以满足辐射效应实验均匀性测量的需求。

技术研发人员：殷倩,郭刚,张艳文,李理,杨洁铖
受保护的技术使用者：中国原子能科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15