High sensitivity calorimeter for measuring wakefields energy excited by a train of electron bunches

Abstract

The special calorimeter for measuring total energy of HF-wakefields excited in plasma or dielectric by relativistic electron bunches has been elaborated. Simple by design calorimeter operates in the energy range from 0.02 J up to 780 J. Water is used as an absorbing material. For measuring irradiated water volume change the capacitive ferroceramic sensor was applied. Sensor sensitivity is 8.7 pF/J that two orders exceeds sensitivity of capacitor-sensor used in our experiments before. The calorimeter is not sensitive to nonuniformity of radiation field, and its response on HFradiation is high enough. Calorimeter design allows along with measuring radiation energy simultaneously controlling the current of bunches sequence.

Розроблено спеціальний калориметр для виміру енергії НВЧ–кільватерних полів, збуджуваних в плазмі або діелектрику релятивістськими електронними згустками. Простий по конструкції калориметр працює в діапазоні енергій 0,02-780 Дж. Як поглинаючий матеріал використана вода. Зміна її об’єму вимірюється ємнісним сегнетокерамічним датчиком, чутливість якого складає 8,7 пФ/Дж, що на два порядки перевищує чутливість ємнісних датчиків, які використовувались раніше.

Разработан специальный калориметр для измерения полной энергии СВЧ–кильватерных полей, возбуждаемых в плазме или диэлектрике релятивистскими электронными сгустками. Простой по конструкции калориметр работает в диапазоне энергий 0,02-780 Дж. В качестве поглощающего материала использована вода. Для измерения изменения ее объема применен емкостной сегнетокерамический датчик, чувствительность которого составляет 8,7 пФ/Дж, что на два порядка превышает чувствительность применявшихся ранее емкостных датчиков.