Способ инжекции пучка заряженных частиц в разрезной микротрон

Способ инжекции пучка заряженных частиц в разрезной микротрон

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области ускорительной техники. Цель изобретения - повышение стабильности пучка ;П . Существо способа инжекции П заряженных частиц в разрезной микротрон рассмотрено на примере работы устройства. Показана схема инжекции Ц, где 1,2 - соответственно траектории ввода и пересекающейся петли инжектируемого П, .3 - поворотный магнит (М) микротрона, 4 - зона градиентного поля, 5 - конечная вертикальная плоскость М, 6 - ускоряющая секция, 7 и 8 - обороты циркулирующего П, 9 и 10 - области, где возбуждено смещающее магнитное поле. Цель достигается тем, что инжекцию осзтцествляют из области вне микротрона в область совмещения орбит частиц в одном М и одновременно возбуждают аналогичное дополнительное смещение магнитного поля в области пересечения общей орбиты П с границей поворотного М. В описании приведены математические выражения, поясняющие способ. Изобретение позволяет повысить эффективность использования ускорителя. 1 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (59 4 Н 05 Н 7 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3864098/24-21 (22) 05.03 ° 85 (46) 30.10.87. Бюл. М 40 (72) А.P.Òóìàíÿí и P.Â.Òóìàíÿí (53) 621.384.6(088.8) (56) Зорин Д,M. и др. 11инейно-циклический ускоритель. А., Э. 1957, Ф 6, с.552.

Proc. of Conf. of the Future

Possibilities for Electron Ассе1гаtors, Уап. 1979, р,4. (54) СПОСОБ ИНЖЕКЦИИ ПУЧКА ЗАРЯЖЕНHblX ЧАСТИЦ В РАЗРЕЗНОЙ МИКРОТРОН (57) Изобретение относится к области ускорительной техники. Цель изобретения — повышение стабильности пуч1 ка . П . Существо способа инжекции П заряженных частиц в разрезной микротрон рассмотрено на примере работы устройства. Показана схема инжекции

П, где 1,2 — соответственно траектории ввода и пересекающейся петли инжектируемого П, 3 — поворотный магнит (M) микротрона, 4 — зона градиент ного поля, 5 — конечная вертикальная плоскость М, 6 — ускоряющая секция, 7 и 8 — обороты циркулирующего П, 9 и 10 — области, где возбуждено смещающее магнитное поле. Цель достигается тем, что инжекцию осуществляют из области вне микротрона в область совмещения орбит частиц в одном М и одновременно возбуждают аналогичное дополнительное смещение магнитного поля в области пересечения общей орбиты П с границей поворотного М, В описании приведены математические выражения, поясняющие способ, Изобретение позволяет повысить эффективность использования ускорителя. 1 ил.

1 12925

Изобретение относится к ускорительной технике, в частности, к способам инжекции пучка в разрезные микротроны для ускорения электронов.

Целью изобретения является повышение .стабильности пучка, что позволяет повысить эффективность использования ускорителя.

На чертеже показана схема инжекции пучка заряженных частиц в разрезной микротрон, где 1 — траектория ввода инжектируемого пучка, 2 — траектория пересекающейся петли инжектируемого пучка 3 — поворотный l l5 магнит микротрона, 4 — зона градиентного поля, 5 — конечная вертикальная плоскость полюсов магнита, 6 — ускоряющая секция, 7 и 8 — первый и Отарой обороты циркулирующего пучка, 20

9 и 10 — области, где возбуждено смещающее магнитное поле.

Конкретную реализацию способа можно осуществить несколькими вариантами как активными, так и пассивными. Активные варианты, например, можно осуществить с помощью полюсных обмоток определенной конфигурации.

Пассивные варианты можно осуществить изменением конечного профиля полюсов

30 поворотных магнитов однородного поля, либо созданием ферромагнитных экранов с щелью в рассеянных полях поворотных магнитов. Последний вариант в качестве конкретного примера рассмотрим более подробно. 35

Поле в медианной плоскости поворотного магнита, в области между магнитом и экраном, поставленным под углом к переднему фронту магнита, имеет следующий вид:

Б„=в„=о

Б = В /Ы = (В /о .) агс1 x/ó, (1) 55 2 ный импульс Р приближенна сахранитY ся. Б этом приближении получаем траекторию

/ у (яу /.) (5) () dx у. (V. ("-)F((} У=2У, д (- (Y7y 7(5 T(7 (4 г Z.-(я у./(a) Р (6) где — самая удаленная от экрана точка траектории и определяемая из уравнения

F(g ) = d — — — (1 + sine- ) (5)

Тп яу

Интеграл (4 ) не имеет строгого решения и поэтому его можно посчитать только численно, то также его можно проинтегрировать и приближенно, в результате

2у (tgol J3 у5 ) (6) Уравнение (5) тоже кроме случая малых точно не решается, где V — полная скорость, у, — у компонента начальной скорости, а ( предполагается не зависящим от у, (= x/у. Угол поворота для частицы, влетающей в поле под углом 3 /2 -dк экрану и вылетающей, описав петлю в рассеянном поле, если 2д- . Поскольку полный угол поворота вводимых частиц обычно удобно брать Т/2, то угол д- между экраном и магнитом должен быть равен 3 /4. Расстояние между точками влета и вылета на экране есть интеграл от (3) где  — поле в магните, а угол Ч отсчитывается от экрана.

Векторный потенциал можно выбрать таким:

Aх Aò= 0

А = (Н R)yF((), где $, =х/у, F((}= arctg(— - - 1n(1- (), (2)

Для решения уравнений движения частицы в поле (1) допустим приближение, что на орбите можно считать у = у о

const, Тогда векторный потенциал (2) не будет зависеть от у и обобщен45 (<с1 F(g) (/2, Г2 VQ, у, (1 +sin ) (7) Чтобы поворотный магнит с экраном поворачивал циркулирующий пучок на о

50 180 должно иметь место условие (8) аР (х,) = (у a) -" (1), где а — ширина зазора магнита, 55

F — потенциал рассеянного паля без экрана, х, — точка, где рассеянное поле равно нулю. Потенциал Г, является логарифмическим:1" (х)= ) ц(1+х /д-)

Отсюда получаем, чта расстояние меж1292555

4 очке выле- Формулаиз обретения ду магнитом и экраном в т та всех орбит составит о! F, (x„)

С1-= у

F (11

В приближении (7) точност мул оценивается как

sind. (9) ь всех форГ (!)=2 2/с((1+з1п с } — Г2д +

+ — — !2 (1 + sinai. ) 2 6

3

Ч

В 0 <Ч с о ф

Ч 0

В = где В

30 амплитуда индукции магнитного поля поворотного магнита, тл; половина угла между направлением ввода и общей орби"

ТоН гpBp азимутальный угол,отсчитываемый от границы поворотного магнита, град.

Составитель Е.Громов

Техред И.Попович Корректор А.Обручар

Редактор О. Стенина

Заказ 5205

Тираж 798 Подписное

ВНИИПИ 1 осударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Прои воле-.веиио-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4

Таким образом, создание градиентного поля на конечных участках поворотных полумагнитов разрезного микротрона обеспечивает возможность осуществления инжектируемым пучком траектории полной пересекающейся петли.

Расположение границы градиентного поля под острым углом к граничной вертикальной плоскости полюсов поворотных магнитов обеспечивает возможность осуществления инжекции с наружной области микротрона.

Использование дачного способа существенно расширяет возможности создания разрезных микротронов, упрощает систему инжекции и облегчает настройку инжекции и циркуляции пуч, ков, что приводит к повышению надежности и качества работы микротронов.

Способ инжекции пучка заряженных частиц в разрезной микротрон, основанный на введении пучка в межполюсное пространство одного из поворотных магнитов путем воздействия на него смещающего магнитного поля, при этом место инжекции выбирают из условия равенства 180 полного угла поворота всех орбит в поворотном магните, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности пучка, его инжекцию осуществляют из области вне микротрона в область совмещения орбит частиц в первом магните и одновременно возбуждают аналогичное дополнительное смещение магнитного поля в области пересечения общей орбиты пучка с границей второго поворотного магнита, при этом распределение смещающих магнитных полей, формируют согласно следующим выражениям

В = В = 0 Мзд