本发明涉及低能重离子的束流监测，具体涉及用于重离子辐照终端的多功能束流监测装置及方法。
背景技术：
1、宇航器件的单粒子效应是航天器面临的主要威胁之一，通常使用重离子加速器开展其在地面上的单粒子效应研究与考核评估。宇航器件的重离子加速器辐照试验一般在真空环境中开展，常用的重离子为低能重离子，其离子能量最高仅有几个mev/u，这种低能重离子在硅中射程小于1mm。
2、试验中，用户最关心的参数为辐照终端的注量率及其均匀性，因此在辐照过程中对这些关键参数进行实时、直接的测量是非常必要的。而低能重离子束流的在线监测具有相当大的难度，常用的平板电离室、半导体、闪烁体等探测器不再适合作为透射型监测装置。目前已有采用若干个计数型探测器组合标定的间接测量装置，但受限于常规计数型探测器的位置分辨能力(一般大于1mm)，辐照终端为小尺寸样品时，无法反应小尺寸样品内的注量率及其均匀性，且这种间接测量装置及方法对低能重离子束流的稳定性要求较高，不能完全契合辐照试验过程中的监测需求。
技术实现思路
1、本发明的目的是解决现有技术中存在位置分辨能力低无法反应小尺寸样品内的注量率及其均匀性且对低能重离子束流的稳定性要求较高的不足之处，而提供用于重离子辐照终端的多功能束流监测装置及方法。
2、为实现上述目的，本发明提供的技术解决方案如下：
3、一种用于重离子辐照终端的多功能束流监测装置，其特殊之处在于：包括二次电子发射薄膜、mcp模块、二次电子约束模块、信号读出模块；所述二次电子发射薄膜设置在束流的入射路径上，且与束流的入射方向存在夹角，二次电子发射薄膜用于发射二次电子，其尺寸大于束流在二次电子发射薄膜上形成的束斑尺寸，二次电子发射薄膜为导电材料；所述mcp模块包括平行二次电子发射薄膜设置在其轴向两侧的第一微通道板和第二微通道板，均用于对二次电子进行收集和倍增；所述二次电子约束模块包括磁场约束单元和电场约束单元；所述磁场约束单元包括平行于二次电子发射薄膜轴线且分别设置在二次电子发射薄膜和mcp模块两侧的两个永磁铁，两个永磁铁相对设置，且永磁铁的极化方向沿二次电子发射薄膜的轴向设置；所述电场约束单元包括连接二次电子发射薄膜的高压源，用于向二次电子发射薄膜加载可调负高压；所述信号读出模块包括束流强度测量单元和束流剖面分布测量单元，所述束流强度测量单元连接第一微通道板，用于对第一微通道板出射面的电信号进行测量；所述束流剖面分布测量单元对应第二微通道板设置，用于获取第二微通道板出射面的电信号，并将其转化为光信号。
4、进一步地，所述二次电子发射薄膜的厚度小于等于1μm。
5、进一步地，所述第一微通道板、第二微通道板尺寸与二次电子发射薄膜适配；所述二次电子发射薄膜与束流的入射方向夹角为45°；
6、所述第一微通道板、第二微通道板分别与二次电子发射薄膜之间的间距满足以下公式：
7、
8、其中，r为二次电子发射薄膜的半径，x为束斑的直径，d为二次电子发射薄膜分别与第一微通道板或第二微通道板的间距，θ为束流的中心轴线与二次电子发射薄膜的夹角。
9、进一步地，所述二次电子发射薄膜的材质为导体碳或铝。
10、进一步地，所述第二微通道板和第一微通道板沿束流的发射方向依次设置；
11、所述束流强度测量单元包括设置在第一微通道板出射面的单阳极和与单阳极连接的电子学单元；
12、所述束流剖面分布测量单元包括设置在第二微通道板出射面的荧光屏和与荧光屏匹配的相机。
13、进一步地，两个所述永磁铁在第一微通道板、第二微通道板之间的磁场为均匀磁场。
14、同时，本发明还提供一种用于重离子辐照终端的多功能束流监测方法，采用上述用于重离子辐照终端的多功能束流监测装置，其特殊之处在于，包括以下步骤：
15、步骤1，发射束流，控制束流穿过二次电子发射薄膜；调节空间分辨率使其高于1mm；
16、步骤2，获取第一微通道板出射面的电信号和第二微通道板出射面对应的光信号，从而得到束流强度和束流剖面分布；
17、步骤3，根据束流强度和束流剖面分布，计算得到不同位置处的注量率及均匀性。
18、进一步地，步骤1还包括标定束流强度；
19、步骤1中，所述二次电子发射薄膜所在平面与束流中心轴线的夹角为45°；
20、所述第二微通道板和第一微通道板沿束流的发射方向依次设置。
21、进一步地，步骤1中，所述标定束流强度具体为：通过闪烁体或者半导体探测器对束流强度与电子学单元获得的电流大小的对应关系进行计数标定；
22、所述调节空间分辨率使其高于1mm具体为：使用微孔准直器过滤束斑，观察束斑光信号分布，调节二次电子发射薄膜加载的高压，使其空间分辨率高于1mm。
23、本发明的有益效果：
24、1.本发明基于二次电子发射原理，提供一种多功能束流监测装置，特别是能够同时利用二次电子发射薄膜前后表面的二次电子，分别开展束流强度和剖面分布的测量，并得到注量率及均匀性信息，使用一个监测装置即可快速完成关键参数测量。
25、2.本发明的监测装置中，设置了二次电子发射薄膜，属于透射型监测装置，监测过程中控制束流穿透二次电子发射薄膜，监测的束流能量可以低至几个mev/u，束流强度可以达到1～109粒子数/s，适用的束流能量及束流强度范围远超常规监测装置，为辐照试验过程中的辐射场参数测量提供有力支撑。
1.一种用于重离子辐照终端的多功能束流监测装置，其特征在于：
2.根据权利要求1所述用于重离子辐照终端的多功能束流监测装置，其特征在于：
3.根据权利要求2所述用于重离子辐照终端的多功能束流监测装置，其特征在于：
4.根据权利要求1-3任一所述用于重离子辐照终端的多功能束流监测装置，其特征在于：
5.根据权利要求4所述用于重离子辐照终端的多功能束流监测装置，其特征在于：
6.根据权利要求5所述用于重离子辐照终端的多功能束流监测装置，其特征在于：
7.一种用于重离子辐照终端的多功能束流监测方法，采用权利要求1～6任一所述用于重离子辐照终端的多功能束流监测装置，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述用于重离子辐照终端的多功能束流监测方法，其特征在于：
9.根据权利要求8所述用于重离子辐照终端的多功能束流监测方法，其特征在于：
