[發(fā)明專利]一種質(zhì)子束靶點(diǎn)和束線中心位置測(cè)量裝置及其測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010236443.6
• 申請(qǐng)日: 2020-03-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111399026B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱軍高;顏學(xué)慶;林晨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號(hào): G01T1/29
• 分類號(hào): G01T1/29
• 代理公司: 北京萬(wàn)象新悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11360
• 代理人: 王巖

1.一種質(zhì)子束靶點(diǎn)和束線中心位置測(cè)量裝置，其特征在于，所述質(zhì)子束靶點(diǎn)和束線中心位置測(cè)量裝置包括：N個(gè)四極磁鐵、激光器、靶和閃爍屏；其中，N個(gè)四極磁鐵共軸沿著束線中心線排成一條直線構(gòu)成N元四極透鏡，相鄰的四極磁鐵之間有距離，N為≥3的自然數(shù)；沿著束線中心線的方向，與超強(qiáng)激光作用產(chǎn)生質(zhì)子束的靶設(shè)置在N元四極透鏡的前方；在N元四極透鏡的后方設(shè)置閃爍屏，閃爍屏的探測(cè)平面垂直于束線中心線；激光器產(chǎn)生激光脈沖，激光脈沖與靶相互作用產(chǎn)生質(zhì)子束，沿束線中心線傳輸；經(jīng)N元四極透鏡聚焦后，在閃爍屏上測(cè)量質(zhì)子束的束斑的水平方向位置為a₁，在閃爍屏上測(cè)量質(zhì)子束的束斑的豎直方向位置為a₂，N元四極透鏡聚焦后到閃爍屏上的放大倍數(shù)在水平方向?yàn)镕₁，豎直方向?yàn)镕₃；將N元四極透鏡變換到M個(gè)四極磁鐵組成的M元四極透鏡，M＜N且M為≥2的自然數(shù)，激光器產(chǎn)生超強(qiáng)激光脈沖，激光脈沖與靶相互作用產(chǎn)生質(zhì)子束，沿束線中心線傳輸，經(jīng)M元四極透鏡聚焦后，在閃爍屏上測(cè)量質(zhì)子束的束斑的水平方向位置為b₁，在閃爍屏上測(cè)量質(zhì)子束的束斑的豎直方向位置為b₂，M元四極透鏡聚焦后到閃爍屏上的放大倍數(shù)在水平方向?yàn)镕₂，豎直方向?yàn)镕₄，根據(jù)放大倍數(shù)和質(zhì)子束的位置，分別計(jì)算出靶點(diǎn)處產(chǎn)生的質(zhì)子束相對(duì)于束線中心的水平偏移量L₁和豎直偏移量L₂以及閃爍屏上水平方向束線中心的位置c₁和豎直方向束線中心的位置c₂；所述靶點(diǎn)處產(chǎn)生的質(zhì)子束相對(duì)于束線中心的水平偏移量L₁和豎直偏移量L₂以及閃爍屏上水平方向束線中心的位置c₁和豎直方向束線中心的位置c₂：

2.如權(quán)利要求1所述的質(zhì)子束靶點(diǎn)和束線中心位置測(cè)量裝置，其特征在于，相鄰的四極磁鐵之間的距離為6～10厘米。

3.如權(quán)利要求1所述的質(zhì)子束靶點(diǎn)和束線中心位置測(cè)量裝置，其特征在于，將N元四極透鏡中的(N-M)個(gè)四極磁鐵關(guān)閉，從而將N元四極透鏡變換到M元四極透鏡。

4.一種如權(quán)利要求1所述的質(zhì)子束靶點(diǎn)和束線中心位置測(cè)量裝置的測(cè)量方法，其特征在于，所述測(cè)量方法包括以下步驟：

1)N個(gè)四極磁鐵共軸且沿著束線中心線排成一條直線構(gòu)成N元四極透鏡，相鄰的四極磁鐵之間有距離，N為≥3的自然數(shù)，在N元四極透鏡的兩端分別設(shè)置靶和閃爍屏，閃爍屏的探測(cè)面垂直于束線中心線；

2)激光器產(chǎn)生激光脈沖，激光脈沖與靶相互作用產(chǎn)生質(zhì)子束，沿束線中心線傳輸；經(jīng)N元四極透鏡聚焦后，在閃爍屏上測(cè)量質(zhì)子束的束斑的水平方向位置為a₁，在閃爍屏上測(cè)量質(zhì)子束的束斑的豎直方向位置為a₂，N元四極透鏡聚焦后到閃爍屏上的放大倍數(shù)在水平方向?yàn)镕₁，豎直方向?yàn)镕₃；

3)將N元四極透鏡變換到M元四極透鏡，M＜N且M為≥2的自然數(shù)；

4)激光器產(chǎn)生超強(qiáng)激光脈沖，激光脈沖與靶相互作用產(chǎn)生質(zhì)子束，沿束線中心線傳輸，經(jīng)M元四極透鏡聚焦后，在閃爍屏上測(cè)量質(zhì)子束的束斑的水平方向位置為b₁，在閃爍屏上測(cè)量質(zhì)子束的束斑的豎直方向位置為b₂，M元四極透鏡聚焦后到閃爍屏上的放大倍數(shù)在水平方向?yàn)镕₂，豎直方向?yàn)镕₄；

5)根據(jù)放大倍數(shù)和質(zhì)子束的位置，分別計(jì)算出靶點(diǎn)處產(chǎn)生的質(zhì)子束相對(duì)于束線中心的水平偏移量L₁和豎直偏移量L₂以及閃爍屏上水平方向束線中心的位置c₁和豎直方向束線中心的位置c₂：