一种质子/电子综合辐照束流注量的检测方法

摘要

一种质子/电子综合辐照束流注量的检测方法，它涉及涉及一种质子/电子综合辐照束流注量的检测方法，本发明是为解决现有的辐照试验检测方法一次只能检测一种入射粒子束流的辐照通量，当质子/电子综合辐照时，束流积分仪无法显示相应的辐照通量的技术问题，合成方法如下：a确定综合辐照源能量，b确定检测材料，c计算综合辐照源在检测材料中的射程，d根据射程确定检测材料的厚度，e然后通过束流积分仪检测得到质子/电子综合辐照束流注量，解决了现有综合辐照检测方法，当通量近似的两种入射粒子同时辐照时，束流积分仪无法显示的问题，可以同时检测不同的辐照粒子束流的注量，检测方法操作简单，准确性高，可应用于地面综合辐照试验中。

说明书

技术领域

本发明涉及一种质子/电子综合辐照束流注量的检测方法。

背景技术

目前，国内外进行地面辐照试验时，入射粒子(质子、电子、重离子等)的束流，主要 通过束流积分仪进行原位检测，但是这些辐照试验主要是针对一种特定能量的入射粒子进 行检测，例如，10MeV质子、1MeV电子、170keV质子、100keV电子、50MeV Br 离子等。对于一种特定能量的入射粒子原位检测相对简单，即选用合适的检测材料(如Al 材料)，外加束流积分仪就可完成上述工作。

当两种入射粒子同时辐照时，尤其是入射粒子的通量又近似，上述这种简单的检测方 法就不能够检测到两种入射粒子的辐照注量。例如，入射粒子为100keV质子和100keV 电子综合辐照，入射粒子的通量均约为1×10¹¹个/cm²s。此时，若用上述方法进行检测， 则束流积分仪的显示数值就会在0上下波动。由于束流积分仪只能单向显示正极或负极， 因此此时不能得到入射质子和电子相应的辐照通量，这样就会给地面辐照试验带来很大的 误差。

发明内容

本发明是要解决现有的辐照试验检测方法一次只能检测一种入射粒子束流的辐照通 量，当质子/电子综合辐照时，束流积分仪无法显示相应的辐照通量的技术问题，而提供 一种质子/电子综合辐照束流注量的检测方法。

本发明的一种质子/电子综合辐照束流注量的检测方法按以下步骤进行：

一、确定质子辐照源和电子辐照源的能量；

二、根据步骤一的质子辐照源和电子辐照源的能量确定检测材料，确定原则为使质子 辐照源全部损失的检测材料的厚度不小于3μm；

三、利用Monte Carlo方法或Geant4程序，计算步骤一中质子辐照源和电子辐照源在 步骤二中所选检测材料中的射程δ₁和δ₂；

四、根据射程δ₁和δ₂，确定步骤二中所选检测材料的厚度A₁和A₂，确定原则为使 质子辐照源全部损失在厚度为A₁的检测材料中，使电子辐照源全部通过厚度为A₁的检测 材料，全部损失在厚度为A₂的检测材料中；

五、将步骤四中厚度为A₁和A₂的检测材料分别与相应的束流积分仪相连，检测材 料重叠放置，使质子辐照源和电子辐照源同时先通过厚度为A₁的检测材料，再通过厚度 为A₂的检测材料，检测材料之间有间隙，得到质子辐照源和电子辐照源的束流注量。

本发明的一种质子/电子综合辐照束流注量的检测方法，根据质子辐照源和电子辐照 源在所选检测材料中的射程，确定检测质子辐照源和电子辐照源的检测材料的相应厚度， 再分别将不同厚度的检测材料与相应的束流积分仪相连，使质子辐照源和电子辐照源同时 入射，先通过较薄的检测材料，再通过较厚的检测材料，得到质子辐照源和电子辐照源的 束流注量，解决了现有综合辐照检测过程中，当通量近似的两种入射粒子同时辐照时，束 流积分仪无法显示的问题，可以同时检测不同的辐照粒子束流的注量，检测方法操作简单， 准确性高，可应用于地面综合辐照试验中。

附图说明

图1为本发明的检测方法流程图；

图2为实施例1和实施例2的一种质子/电子综合辐照束流注量的检测方法的原理图； 其中a为3μm的Al，b为5mm的Al，箭头方向为质子/电子综合辐照源入射方向；

图3为实施例1中100keV质子和100keV电子在Al薄中的能量损失及射程曲线图， 其中曲线c为质子，曲线d为电子；

图4为实施例2中170keV质子和70keV电子在Al薄中的能量损失及射程曲线图， 其中曲线e为质子，曲线f为电子。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意 组合。

具体实施方式一：本实施方式的一种质子/电子综合辐照束流注量的检测方法按以下 步骤进行：

一、确定质子辐照源和电子辐照源的能量；

二、根据步骤一的质子辐照源和电子辐照源的能量确定检测材料，确定原则为使质子 辐照源全部损失的检测材料的厚度不小于3μm；

三、利用Monte Carlo方法或Geant4程序，计算步骤一中质子辐照源和电子辐照源在 步骤二中所选检测材料中的射程δ₁和δ₂；

四、根据射程δ₁和δ₂，确定步骤二中所选检测材料的厚度A₁和A₂，确定原则为使 质子辐照源全部损失在厚度为A₁的检测材料中，使电子辐照源全部通过厚度为A₁的检测 材料，全部损失在厚度为A₂的检测材料中；

五、将步骤四中厚度为A₁和A₂的检测材料分别与相应的束流积分仪相连，检测材 料重叠放置，使质子辐照源和电子辐照源同时先通过厚度为A₁的检测材料，再通过厚度 为A₂的检测材料，检测材料之间有间隙，得到质子辐照源和电子辐照源的束流注量。

本实施方式的一种质子/电子综合辐照束流注量的检测方法，根据质子辐照源和电子 辐照源在所选检测材料中的射程，确定检测质子辐照源和电子辐照源的检测材料的相应厚 度，再分别将不同厚度的检测材料与相应的束流积分仪相连，使质子辐照源和电子辐照源 同时入射，先通过较薄的检测材料，再通过较厚的检测材料，得到质子辐照源和电子辐照 源的束流注量，解决了现有综合辐照检测过程中，当通量近似的两种入射粒子同时辐照时， 束流积分仪无法显示的问题，可以同时检测不同的辐照粒子束流的注量，检测方法操作简 单，准确性高，可应用于地面综合辐照试验中。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤二中确定原则为使质 子辐照源全部损失的检测材料的厚度不小于1mm，其它步骤和参数与具体实施方式一相 同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤二中的检测材料 为Al，其它步骤和参数与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤二中的检测 材料为法拉第杯底部的Al薄，其它步骤和参数与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤五中放置检 测材料时，检测材料之间的间隙为1～30mm，其它步骤和参数与具体实施方式一至四之一 相同。

用以下试验验证本发明的有益效果：

实施例1、(结合图1、图2和图3)一种质子/电子综合辐照束流注量的检测方法按 以下步骤进行：

一、选择能量均为100keV，辐照通量均为1×10¹¹个/cm²s的质子辐照源和电子辐照 源；

二、根据步骤一选择的质子辐照源和电子辐照源的能量和通量选择法拉第杯底部的 Al薄作为检测材料；

三、利用Monte Carlo方法，计算步骤一中质子辐照源和电子辐照源在步骤二中Al 薄中的射程δ₁和δ₂，计算结果如图3所示，由图可见，100keV的质子在Al薄中射程δ ₁为1μm，而100keV的电子在Al中的射程δ₂超过100μm；

四、根据步骤三中计算得到的射程结果，确定检测步骤一的质子辐照源的Al的厚度 A₁为3μm，检测步骤一的电子辐照源的Al的厚度A₂为5mm；

五、将步骤四中厚度为3μm和5mm的Al分别与上海应用物理研究所89型的两台束 流积分仪相连，Al重叠放置，间隔5mm，使步骤一的质子辐照源和电子辐照源同时先通 过厚度为3μm的检测材料，再通过厚度为5mm的检测材料，得到质子辐照源的辐照注量 为0.95×10¹¹个/cm²s，电子辐照源的辐照注量为0.92×10¹¹个/cm²s。

本实施例的一种质子/电子综合辐照束流注量的检测方法，根据质子辐照源和电子辐 照源在所选检测材料中的射程，确定检测质子辐照源和电子辐照源的检测材料的相应厚 度，再分别将不同厚度的检测材料与相应的束流积分仪相连，使质子辐照源和电子辐照源 同时入射，100keV的质子全部损失到3μm的Al材料中，对后面的5mm Al不起任何作用； 而100keV的电子只有极少数能量损失在3μm的Al材料中，主要作用到后面的5mm的 Al中，检测结果与单独进行质子或电子辐照时的检测结果相近，解决了现有综合辐照检 测过程中，当通量近似的两种入射粒子同时辐照时，束流积分仪无法显示的问题，可以同 时检测不同的辐照粒子束流的注量，检测方法操作简单，准确性高，测量精度满足误差要 求，可应用于地面综合辐照试验中。

实施例2、(结合图1、图2和图4)一种质子/电子综合辐照束流注量的检测方法按 以下步骤进行：

一、选择能量为170keV，辐照通量为1.2×10¹¹个/cm²s的质子辐照源和能量为70keV， 辐照通量为1.2×10¹¹个/cm²s电子辐照源；

二、根据步骤一选择的质子辐照源和电子辐照源的能量和通量选择法拉第杯底部的 Al薄作为检测材料；

三、利用Monte Carlo方法，计算步骤一中质子辐照源和电子辐照源在步骤二中Al 薄中的射程δ₁和δ₂，计算结果如图4所示，由图可见，170keV的质子在Al薄中射程δ ₁为2μm，而70keV的电子在Al中的射程δ₂为80μm；

四、根据步骤三中计算得到的射程结果，确定检测步骤一的质子辐照源的Al的厚度 A₁为3μm，检测步骤一的电子辐照源的Al的厚度A₂为5mm；

五、将步骤四中厚度为3μm和5mm的Al分别与上海应用物理研究所89型的两台束 流积分仪相连，Al重叠放置，间隔6mm，使步骤一的质子辐照源和电子辐照源同时先通 过厚度为3μm的检测材料，再通过厚度为5mm的检测材料，得到质子辐照源的辐照注量 为1.19×10¹¹个/cm²s，电子辐照源的辐照注量为1.18×10¹¹个/cm²s。

本实施例的一种质子/电子综合辐照束流注量的检测方法，根据质子辐照源和电子辐 照源在所选检测材料中的射程，确定检测质子辐照源和电子辐照源的检测材料的相应厚 度，再分别将不同厚度的检测材料与相应的束流积分仪相连，使质子辐照源和电子辐照源 同时入射，170keV的质子全部损失到3μm的Al材料中，对后面的5mm Al不起任何作用； 而70keV的电子只有极少数能量损失在3μm的Al材料中，主要作用到后面的5mm的 Al中，检测结果与单独进行质子或电子辐照时的检测结果相近，解决了现有综合辐照检 测过程中，当通量近似的两种入射粒子同时辐照时，束流积分仪无法显示的问题，可以同 时检测不同的辐照粒子束流的注量，检测方法操作简单，准确性高，测量精度满足误差要 求，可应用于地面综合辐照试验中。