Источник электромагнитного излучения

Источник электромагнитного излучения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОМАГНИТ .НСГО ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащий иЬточникрепятивистских заряженных частиц, на выходе которого на траектории пучка пе рпендикулярно / ей параппепьно одна дру гбй расположены монокристаппические птюстины, отличающийся тем, что, с цепью расширения диапазона излучаемых , частот и повышения КПД источШ1к а , пластины pacitolfоже№1 одни от дру гой на расстоянии L , удовлетворяющем выражению .nu)E t.2,4 а толщина i каждой пластины удовлетво ряет выражению t«

ÄÄSUÄÄ 876044

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PEGllYEi JlHH всю Н 05 Н 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР, IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЦТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 ( 9.» ь рg "д (21) 2938374/18-21 (22) 10 .06.80 (46) 07.10.82. Бюп. Ме 37 (72) С.А. Воробьев, В.В. Кацпин и Е.И. Розум (71) Научно-исспедовательский институт ядерной фнеикн,электроники и автоматики . прн Томском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте им. С.М.Кирова (53) 621.384.6 (088.8) (54) (57) ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОМАГНИТ . НОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, содержаший источник— репятивистских заряженных частиц, на выходе которого на траектории пучка пе рпенднкулярно i ей параппепьно одна дру гЬй распопожены монокристаппические пластины, о т п и ч а ю ш и и с я тем, что, с цепью расширения диапазона излучаемых частот и повышения КПД источника, пластины распопожены одна -от другой на расстоянии 4, удовпетворяюшем выражению

2 4 ° 10 0 а топшина 4 каждой пластины удовпетво.ряет выражению

+» (0,5-1 5) 10 E где Е - энергия репятивистских частиц, ГэВ; о - частота изпучения, Гц; .

n - цепое чиспо;

L - расстояние между ппастинами, см.

876044 3

55

qadi(g Е2/ар

Изобретение относится к области технической физики, к раздепу источников ионвзирукхцего излучения, создаваемы х иа базе ускорителей заряженных частиц, . и может найти применение в радиационной физике, материаповеде нии, радиационной химии и биологии, дпя диагностики качества матвриапов и обьектов.

Известен источник электромагнитного излучения, выполненный в виде ондупятора, в котором длины всех магнитных секций, расположенных последовательно друг эа другом на пути йучка заряженных частиц, не равны между собой. Такая конструкция приводит к некоторому расширению спектра частот генерируемого излучения, так как позволяет генерировать не монохроматическое излучение, а ондупяторное излучение сплошного спектра. Однако, диапазон получаемых частот лежит в мят. кой области и не позволяет получить жесткое у -излучение.

Наиболее близким техническим реше-, нием является источник электромагнитного излучения, включающий источник релятивистских заряженных частиц и расположенные на пути пучка частиц две монокристаппические ппастины, параппепьные дру1 другу

Ппастины расположены вдаль направпения распространения пучка и ориентированы по отношению.к пучку так, что угол Ч между падающим пучком и поверхностью пластины меньше критического угла канапирования. Траектория частиц пучка представляет собой кусочно-непрерывную пинию с периодом w I? /Ч, вследствие отражения от кристаллических пластин. При подходе частицы к атомнбй .. плоскости имеет место поверхностное каНапирование при отражении частиц от поверхности и релятивистская частица (например, позитрон) буден вследствие эффекта Допплера излучать кванты с дпиюй волны — >, где у- Лореш -фактор

0 г частицы. При E .-л 0,1-1 ГэВ период может составить 0,1 см, а излучение лежит в рентгеновском диапазоне. При увеличении энергии спектр ужесточается, сдвигаясь в g-диапазон. Такая система представляет собой некий электрический ондупятор на кристалле.

Такое устройство. обладает рядом недостатков.

Во-первых, необходимо обеспечить хорошее состояние поверхности, так как, трудно устранимая микронеоднородность поверхности приводит к нарушению закона поверхностного отражения и IloTepe ин тенсивности рассеиваемого пучка, а следовательно, к снижению КПД источника и излучения.

Во-вторых, необходимо использовать пучки заряженных частиц с минимальными поперечными размерами, так как при поверхностном канапировании реализуется ! 0 условие скопыяшего рассеяния. Так при попервчюм р эмер пучка 0=10-2 м дпя позитронов с энергией Е ** 10 МэВ размер эоны рассеяния составит величину l.„ ä/× 1 м, что делает данное

15 устройство малореальным даже дпя рентгеновской области излучения.

В-rperbnx, получение излучения в у-диапазоне требует решения еше более сложных технических задач; поскольку в

20 атом случае необходимо использовать пучки частиц с энергией 0,1-1 ГэВ.

Тогда эона рассеяния пучка позитронов с d "10 2см на поверхности кристалла будет составлять до нескольких метров, 25 а изготовить совершенные кристаллы . такого размера практически невозможно. цепь изобретения - расширение диапазона излучаемых частот и повышение

КПД источника.

Пель достигается тем, что в известном источнике электромагнитного излучения пластины расположены друг от друга на равном расстоянии 4, удовлетворяющем выражению

I. 2,4 ° 10 ош " Е у а толщина 4 каждой пластины удовлетво-. ряет выражению ф = (0,5 -1,5) -.10 Е где E - энергия релятивистских частиц, 40 ГэВ ш - частота излучения, Гц; р - целое число; (, - расстояние между пластинами, СМ.

45, На чертеже, схематично изображен(предлагаемый источник.

Пучок 1 релятивистских заряженных частиц направлен перпендикулярно к набо ру кристаллических пластин 2 под малым углом к кристанпографическим ппоскос тям. Пластины "установпены параллельно друг другу иа равюм расстоянии (, .

Малый угол разориентации кристаппографических плоскостей (например (110) ) относительно падакхцего пучка определяет ся условием

87604

3 где 20 - sapaa ядер кристалла;

3 - межппоскостное расстояние, и составляет дпя кристаллов % и епектронов с E 5 МеВ 0,3о. Обеспечить такой угол можно изготовлением кристал-. лов с заданной малой разориентацией кристаллографических плоскостей относительно поверхности кристалла «< 0,05О . и использованием пучка заряженных частиц с -заданной малой угловой расходимостью .,й 0,25 . Так, юпример, расходимость внутреннего электронного 1 МеВ пучка оинхротрона «Сириус составляет 0Д16о

Топщию используемых пластин + выбрана с репью. обеспечения однократного (эер«ального) отражения пучка частиц от плоскостей под углом +, равным углу падения пучка, что приводит к когерентному . монохроматичному излучению от набора: пластин. При етом релятивистские части- 20 цы будут испускать алектромагнитное излучение с частотой

С. 2

Eal=Z — ф

L где ф - Лоренц-фактор; 25

С - скорость света.

Если исполюовать кристаллические пластины с большей толщиной, то падающий пучок может испытать многократное рассеяйие в пластине и ето приведет к ухудшению монохроматичности получаемого излучения и потере в интенсивнооти.излучения. В отличие от м бранного

4 4 прототипа частота излучения ю зависит от угла падения пучка, а зависит только от расстояния между пластинами.

Поэтому в реализуемой геометрии источ» ника излучения исключается такой фактор как раслыливание эоны рассеяния для частиц высоких энергий, что позволяет испольэовать пучки частиц упьтравысоких энергий и получать излучение в широком диапазоне частиц; вплоть до g -диапазона.

Расположение кристаллических пластин на равном или кратком расстоянии друг от друга 4 позволяет получать излучение высокой степени монохроматичности. Ис пользование в реализуемом устройстве пучков частиц высокой энергии позволяет также повысить КПД етого устройства, так как интенсивность излучения равна

Э "— C.e 1 у Сс Ч и резко эави1 3 2

3 сит от Лоренц-фактора у.

Исполыоиание данного изобретения имеет по сравнению с IfpoTQTHIloM спецующие преимущества: воэможность расширения диапазою частот электромагнитного излучения в сторону более жесткой области; воэможность получения иэлуче« ння более высокой монохроматичности и интенсивности, что увеличивает КПД иоточника; исключает особые жесткие .требования к качеству и однородности поверхности кристаллических пластин, что упрощает устройство и удешевляет его изготовление и эксплуатацию.

Составитель Е. Громов

Редактор Л. Письман Техред M.Надь Корректор В. Гирняк

Заказ 6271/1 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР..цо демам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., g. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектюя, 4