[发明专利]一种同时测量带电粒子的能量和角度的方法及磁谱仪

说明书

本发明公开了一种同时测量带电粒子的能量和角度的方法及磁谱仪，包括在磁谱仪上设置多个圆弧形沟槽，圆弧形沟槽的中轴线相互平行且设置在同一平面内，或者设置在一个曲率大于相邻中轴线间距的光滑曲面内，辐射通道内设置的次生带电粒子产生装置设置在大于多个圆弧形沟槽的入口的预设距离的位置，以避免次生带电粒子之外的其他带电粒子进入对应的圆弧形沟槽中，次生带电粒子基于自身的粒子角度和粒子速度选择对应目标圆弧形沟槽通过，并运动至带电粒子成像介质，以获取通过目标圆弧形沟槽的目标带电粒子的强度分布信息，计算机设备根据该强度分布信息计算目标带电粒子的角度和能量，完成对次生带电粒子能量和角度分布进行同时测量。

技术领域

本发明涉及次生带电粒子测量领域，具体涉及一种测量带电粒子能量和角分布的磁谱仪。

背景技术

传统测量X射线等电离辐射在材料中产生的次生带电粒子能量分布的方法，是先利用直孔状限束装置(或限束结构)对带电粒子束流进行准直，再利用磁谱仪对带电粒子能量进行测量。使用传统方法一次只能测量一个方向的带电粒子强度及其能量分布，无法实现对次生带电粒子能量和角度分布进行同时测量,影响工作效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术无法实现对次生带电粒子能量和角度分布进行同时测量。因此，提供一种测量带电粒子能量和角分布的磁谱仪，提高磁谱仪的工作效率。

本发明通过下述技术方案实现：

一种同时测量带电粒子能量和角度的方法，包括：

在磁谱仪上设置多个圆弧形沟槽，所述圆弧形沟槽的中轴线相互平行且设置在同一平面内，或者所述圆弧形沟槽的中轴线相互平行且设置在一个曲率大于相邻中轴线间距的光滑曲面内；

所述磁谱仪上还设置有辐射通道，所述辐射通道内设置有次生带电粒子产生装置，所述次生带电粒子产生装置与所述多个圆弧形沟槽的入口之间的距离大于预设距离；

所述次生带电粒子产生装置，在辐射源通过辐射通道电离辐射下，生成次生带电粒子；

所述次生带电粒子具有对应的粒子角度和粒子速度，所述次生带电粒子在永磁体作用下，通过所述多个圆弧形沟槽的入口进入所述多个圆弧形沟槽，并基于所述粒子角度和所述粒子速度选择对应目标圆弧形沟槽通过，运动至所述圆弧形沟槽的出口处设置的带电粒子成像介质上，将通过所述目标圆弧形沟槽的次生带电粒子作为目标带电粒子；

所述带电粒子成像介质记录所述目标带电粒子的强度分布信息，并将所述强度分布信息发送给对应的计算机设备；

所述计算机设备基于强度分布信息计算公式对所述强度分布信息进行计算，获取所述目标带电粒子的角度和能量。

进一步地，多个所述圆弧形沟槽中还设置有狭缝；

所述次生带电粒子在永磁体作用下，基于所述粒子角度和所述粒子速度选择对应目标圆弧形沟槽通过，并运动至所述带电粒子成像介质，包括：

所述次生带电粒子在永磁体作用下，基于所述粒子角度和所述粒子速度选择对应目标圆弧形沟槽中的狭缝通过，并运动至所述带电粒子成像介质。

进一步地，所述狭缝包括多个水平狭缝和一个垂直于水平面的垂直狭缝；所述水平狭缝设置在水平狭缝部件上，所述垂直狭缝设置在垂直狭缝部件上。

进一步地，所述辐射源设置在所述辐射通道所在中轴线上，所述永磁体设置在永磁体通道中。