为兰州重离子加速器设施开发非拦截弱光束电流测量电子设备
Yuan Wei1,2, Junxia Wu1,2, Zhixue Li1,2,3
1Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China.
The Review of scientific instruments
|June 3, 2024
概括
一个新的低强度监测系统使用灵敏的电容采集器和低噪声电子设备来准确测量弱电荷粒子束. 该系统可实现高精度的光束电流测量低于1μA,对于加速器实验至关重要.
科学领域:
- 加速器物理学的物理学
- 颗粒束诊断 颗粒束诊断
背景情况:
- 低强度带电粒子束的非破坏性测量存在重大挑战.
- 标准束电流变压器通常对低于1μA的电流不敏感,这种情况在像兰州重离子加速器设施 (HIRFL) 这样的设施中很常见.
研究的目的:
- 开发和实施一个敏感的系统,用于准确,非破坏性的低强度带电粒子束的测量.
- 为了克服传统光束电流变压器对弱光束电流的局限性.
主要方法:
- 开发了一个低强度监控系统,使用敏感的电容式拾取器 (PU) 和低噪音电子设备.
- 采用同体检测方案,以数字分析PU信号的幅度,以进行光束电流测量.
主要成果:
- 该系统在1 nA-45 μA的操作范围内显示了幅度非线性<0.5%.
- 实现了0.94 nA的振幅分辨率,校准电流分辨率约为1 nA.
- 在HIRFL有四个系统可用于监测低于1μA的光束电流.
结论:
- 开发的低强度监测系统为弱电荷粒子束提供了准确和灵敏的测量.
- 这项技术对于需要精确控制和监测粒子加速器中近光电流的实验至关重要.
