研究目的
为质子治疗中的带电粒子束开发一种超薄束流剖面仪,在保持高束流质量的同时满足辐射硬度和动态范围的要求。
研究成果
基于薄膜技术并利用单粒子效应的超薄束流监测器原理已得到验证。下一步工作包括研究辐射耐受性、替代图案与材料,以及开发低噪声电子ASIC芯片。
研究不足
该研究目前处于原型阶段,要实现完全功能的原型还需进一步开发。
1:实验设计与方法选择
该设备利用二次电子发射(SEE)现象,可使用极薄的活性层。基线监测器由两个基于条带的电极组成,用于测量X轴和Y轴方向的束流。
2:样品选择与数据来源
构建了一个由发射电极和收集电极(间距1厘米)组成的原型剖面仪。发射电极可测试两种不同的材料组合。
3:实验设备与材料清单
采用PEEK箔基底上的金条带和带有单根大金条的Si3N4薄膜。信号读取使用单台低噪声皮安计(Keithley 6517B)。
4:实验流程与操作步骤
探测器安装在真空腔室中,并置于平移台上以实现与束流线出口的对准。向收集电极施加+100V电位。
5:数据分析方法
使用SRIM软件计算从束流线出口到探测器的束流能量损失。
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Keithley 6517B
6517B
Keithley
Signal readout
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Kapton? foil
Kapton
Substrate for collection electrode
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PEEK foil
PEEK
Substrate for emission electrode
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Si3N4 membrane
Part of the emission electrode
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