Ускоритель

Ускоритель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А- Н-И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советсини

Социалистических

Респубпии (11)483934

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.08.70(21) 1467811/26-25 с присоединением заявки И 1892330/26-25 (23) Приоритет—

Опубликовано25.01.80. Бюллетень М 3 (Я)м. Кл, Н 05 Н 7/00

3Ъеудерстееииый комитет

СССР ао делам изобретений н отирмтнй (53) УДК 621.384.. 6 (088. 8) Дата опубликования описания 30.01.80 (72) Авторы изобретения

Q. Л. Новиков и Л. M. Онишенко (7I) Заявитель

Объединенный институт ядерных исследований (54) БИКЛИЧЕСКИЙ УСКОРИТЕЛЬ

Изобретение относится к ускорительной технике.

Известны циклические ускорители, содержашие магнитную и ускоряюшую системы, а также средства для корректиров5 ки орбит.

Для исправления медианной плоскости в известных устройствах используют шиммирование при помоши ферромагнитных шимм либо специальных токовых обмоток, создаюших нужную компоненту магнитного поля. Однако область шиммируюшего воздействия средств корректировки орбиты имеет большую протяженность, так как по конструктивным соображениям 1 они располагаются на значительном расстоянии от средней плоскости.

Бель изобретения — повышение точности корректировки орбиты ускоряемого пучка. 26

Для этого в предлагаемом циклическом ускорителе используют компенсируюшее воздействие вертикального электрического поля. Силы воздействия на ускоряемую частицу электрического и магнитного полей будут равны, если Е = PC>y, где

E — амплитуда напряженности электрит. ческого поля В>- амплитуда магнитного поля, 1=- относительная скорость частицы и c, — скорость света. В обычно применяемых магнитных полях 1 Тл возникаюшая из-за неточности изготовления и сборки компонента 5> лежит в яр<делах 1-10 Гс. При скоростях частиц

0,2 эквивалентное электрическое поле составит Ez = 0,2 3 10 (1-10)

8 10 = (0,6-6) 10 В/GM, что с технической точки зрения вполне осушествимо.

Отклонение медианной поверхности (поверхности, на которой располагается орбита ускоренного лучка) от средней плоскости зазора эквивалентно появлению в средней плоскости компоненты магнитного поля Вг. При этом уравнение движения принимает вид:

Х «2Х=Г, (1) И l 2 ° (5) 3 48 где Q — азимут, Z. — отклонение частипы от средней плоскости, Π— частота вертикальных колебаний, R — радиус, Ю, =3„ Ъ,где Qv и 3. — радиальная и вертикальная составляющие магнитного поля. В общем случае юг является" функцией как радиуса, так и азимута, так что 8 р может быть пред=тавлено

B виде

8 = +,Г.д Юсов(ИЧ+Ч„1, (2)

Г 2 n) h где д р и д — коэффициенты разложеИ ния 6г в ряд Фурье. Решение уравнения (Х) справойчасть уравнения (2) имеет вид

Õ.-àñîü g Ч+сС w

И= Z

Второй член правой части уравнения (É) представляет собой вынужденные колебания, возникающие из-за наличия искажения Д . В обычных циклотронах величина Q <(1, в этом случае наиболее сильное влияние, как видно из уравнения (3) оказывает постоянная (не зависящая от азимута) составляющая 8 О

В жестко фокусирующих циклотронах

CLZ>, и тогда наиболее сильное влияние оказывает первая гармоника магнитного поля Д .

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого циклического ускорителя; на фиг. 2разрез А-А фиг. 1.

Внутри камеры 1 расположены дуант

2, питающие электроды 3 и кабели 4;

Электроды 3 имеют форму кольцевых секторов и расположены концентрично оси магнита. Для того чтобы локализовать воздействие на ускоряемый пучок частиц, электроды размещены параллельно средней геометрической плоскости зазора на расстоянии от нее порядка полуапертуры дуанта 2. Радиальная протяженность электрода выбрана равной шагу орбиты, чтобы аксиальное электрическое поле электрода оказывало воздействие на одну-две орбиты, проходящие над {под) электродами. Каждый электрод в виде кольцевого сектора угловой протяженностью 90 питается от о отдельного регулируемого источника постоянного напряжения, питающие кабели

4 уложены по плакировке камеры.

Электростатический электрод создает вертикально направленное электричес;ое поле, которое содержит как среднюю состанляюпу-ю, так и низшие гармоники — поля, нри т< м амплитуда гармоник

3934 4 зависит от азимутальной протяженности электрода и величины напряжения, а фаза гармоник. — от азимутального положения электрода. Фаза гармоники Ez мо5 жет быть сделана регулируемой, если на одном и том же радиусе расположены на разных азимутах два кольцевых электрода, питаемых от отдельных источников.

На фиг. 3 и 4 приведена схема питания электродов. На фиг. 3 каждая пара электродов 3 питается от регулируемого независимого источника 5 питания. На фиг. 4 на фиксированном радиусе, кроме электростатических электродов 3, распо35 лагается датчик 6 положения пучка.

Сигнал с датчика положения пучка поступает на дифференциальный усилитель 7 и регулирующий элемент 8, управляющий регулируемым источником 5 питания. ур В случае если искажение медианной поверхности вызвано первой гармоникой

Д< (имеет место перекос"), для измерения отклонения необходимо использовать два индукционных датчика, распола25 гаемых на одном и том же радиусе, но о сдвинутых по азимуту на 90 . Если датчики расположить на азимутах Ч = 0 и 9=3j2, то, как следует из равенства (3), их показания будут соответственно зо д

I 1

1 сова uz. =-R д у (9

2 Я2 4

Z Эти два измерения позволяют определить

«лк "- . плитуду отклонения Z= так и его фазу

Настройка электродов {подбор напря— жений на них) может быть достаточно точно осуществима и при отсутствии дат-, чиков вертикального положения по току

45 пучкае Установив датчик ToKG пучка {мишень) на радиусе, большем радиуса раз мещения электродов, регулируют напряжение на электродах так, чтобы получить максимальный ток пучка. Поскольку возN действия одного электрода на другой нет, настройка устройства проста и не требует много времени.

Формула изобретения

Циклический ускоритель, содержащий магнитную и ускоряющую системы, средства для корректировки орбит, о т л и—

5 483934 6 ч а ю шийся тем, что, с целью повы- мере ускорителя параллельной средней щения точности корректировки, средства плоскости по обе стороны от нее на расдля ее осуществления выполнены в виде стоянии порядка полуапертуры дуанта ускоэлектростатических электродов, представ- ряюшей системы, при этом каждый. из ляющих собой кольцевые секторы, распо- 5 электродов подключен к независимому исложенные концентрично оси магнита в ка- точнику электрического смещения.