Способ ускорения тяжелых ионов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЗОЗО 0 Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от азг. свидстельств 11 хк Заявлено 24.111.1969 (ЛЪ К Н 051 т 13/02 316365(26-25 с присоединением заявк 1Приоритет Комитет по делам зобретеиий и открытий при Совете Министров СССРУДК 621.384.6 (088,8) оллетеш, Ы 2 та опубликования оп 11 саш 1 я 12.Х.197 Лвторизооретепи 51 Н, И, Тарантино Объединенный институт ядерных исследованийЗаявитель ОСОБ УСКОРЕНИЯ 1 ЯЖГЛЬ 1 Х ИОНО 2 Опубликовано 26.Ъ 11.1971 Изобретение относится к технике ускорения тяжелых ионов,В настоящее время тяжелые ионы, нагпшая от ионов лития и кончая ионами аргона, ускоренные до энергии 10 мэв на нуклон, широко 5 используются для проведения и изучения различных ядерных преврашений, для синтеза исследования радиоактивных ядер. Особьш интерес в последнее время начинает проявляться к ускорению все более тяжелых ионов, напри мер, ионов криптона, ксенона и урана.Возможности ускорения тяжелых ионов до энергии, необходимой для проведения широкого круга ядерных реакций, тесно связаны с величиной их заряда. Однако эта величина 15 даже для ионных источников наиболее совершенных типов пока что не превышает +10 - +12 единиц элементарного заряда. Поэтому для ускорения ионов, например, урана до необходимой энергии с таким зарядом требуются 20 ускорители сравнительно больших размеров.Применение обдирки ионов при их ускорении позволяет уменьшить размеры ускорительной установки. Наиболее значительное сокрашеиие размеров ускорителя в целом до стигается тогда, когда один и тот же ускоритель используется и для предварительного (до обдирки) и для окончательного (после обдирки) ускорения ионов.Одна из модификаций этого способа уско рения закл 1 очаегся в локализации и в повышении вероятности обдирки ионов с помощью тонкой пленки из А 1 зО. Осу 1 цествле 11 ие этого изобретения позволило получить относительно 1 штенсивный пучок сравнительно моноэнергетических ионов лития. Однако применение этой модификации для ускорения других, более тяжелых ионов не приводит и положительному эффекгу. Одна из причин этого - возмущение фазового движения ионов при смешешги центра кривизны орбиты от оси симметрии манитного поля, приводяшее к сильному снижению интенсивности пучка ионов элементов, более тяжелых, чем литий.Целью изобретения является дальнейшее усовершенствование способа ускорения тяжелых ионов в циклотроне, вкгпочающего в себя предварительное ускорение ионов в резонансе с низшей гармоникой, обдирку ионов с помощью пленки и ггоследующсе их ускорение в резонасе с основной частотой. Это усовершенствование предполагает расширение ассортимента ускоряемых тяжелых ионов в результате обеспечения возможности использования более совершенного источника многозарядных ионов с разрядной камерой в ускорителъном промежутке, улучшение услогпш ускоре 1 шя тяжелых ионов и расширения возможности регулировки энергии ускоренных ионов перед их обдиркой.;ЗУО дОстиГ 11 сгс См и;,спса 01 эбпть ускоряс мы.; ионов, ооссе)пвающм обкод попами 51 стО 1 пи а после ик 00 ирк,Н 1).)снапс спсциалыой т)шографип магшггпого поля цпклотрона, исклОчающеп возмущение фазового Движени 51 при смсщепии 01)бить кото)Ос П 1)пВодиг к потере ионов.1 а че 1)тсжс с.",сл 12 исски показ 2 К цикгО- т 1)он для уск 01)ени 51 т 51 жслы:; понОВ ПО прсд. лаГ 2 емом) спОсОб), Где- ионный ис 101- ник; 2 - пОлюс 11 ЫЙ наконе:ник влект 1)ок 12 гнита; д и 4 - дуанты; 5 - оодираюцая плс; - ка; б - отклоняющая пластина; 7 - орбита пспосредстВенно псрсд Оодиркой 1- то жс после обдиркн; 9 - перед выводом попов;1 О - госле Вывода ионов,В процессе предварительного ускорения ионов в резонансе с шВшей гармоп)кой ускоряющего напряжения орбиту ио Ов смещают влево вдоль оси ХХ В положение 7 так, что после обдирки и сокращения радиуса орбиты ионный источник оказывается Вн)"ри оро 1- ты 8 и пс мешает дальнейшему ускорспи 10 ио)ов. 1(огда радиус о)б 1 ты дости ас) копсчноп в(личины )(, ее центр совмсщаОт с центром ПО,1 юсп 010 накОпечникаПОЛО)кспис .У) и попь) ВывОд 51 т из цикаОтрона помон(1 по ОтклопяО щег Пластины 6.Для перемецения орбиты используют илп неравное приращение эпер 5 и прп прохождспии ионами )скоряОщего про)Скутка со)гветственно в одном и др)Гром иПрав;сни 51 К, или смещения орбиты с помощьо маги)ного пол 51. Зто поле имеет плоскость симметрии ХОЛ и Слабо )меньшается с;)осто 1 К 001)дипаты У, напРимеР, по законУ В= - Ва(+иУ), где а(0 и (ай 11. В таком поле любое положспис центра ро)1 ты по оси Л )1 с ВьДслспо,ц)1 ООВО) д 1)1 Инс и зВ 11(1 т От коорд)1 па Г 1центра в отли шс от аксиальпо сэ мстрично о 1 Нитного поля..Кксид.ьнос двии(ение ионов устоЙчиво, селип(0. 1 эадиа;1 Ь;Ос Движснис ионов также ) с- ОЙ 1 ИВО ОтноситсльнО пскот 01)ОЙ Орбиты, реп)01 цаОщсйся доль оси,(Х со скоростьоо опропорциональной Х аг . Зто перемегцеписвызываст пар) шс)ия фазового движенияионов. дрейф 01 эоиы со скоростью Второго поряд (а малости есть результат неполной коменсации смещений орбиты при Движе)ии ио- ПОВ по Одну и д 1 э) ГуО стоэоны От Оси ХХ.11 собкодимая величина ускоряющего напряжения, обеспечива;ощего доведение ионов до конечного радиуса, определяется скоростью и возможными пределаи изменения фазы усео 1 эснР 151, В сВОО 0 средь ск 01)ость изменени 51 ф 23 ы определяется ВеличиноЙ спада маГни- ного поля (вели ипой коэффициента а) и ел 5 Пвистским ростом м 2 ссы уск 01)яемо 0 иона.Прсдмет изобретения25 ,.Нособ ) скорепи 51 1 яжслык ионов В циклотропс, ВклОча 01 ций предварительное ) скоре:ис 1;онов В резонансе с Изп,ей гармоникой ,скор 5101 цсго папря)ксни 1, и:( обдирк) прохож Спит чс 1 эез тонн)ю плснк), расп 071) :(с)11 ую в П 1)омсж)ткс мсжд) д) 2 амР 1, и 10.следуощсс ускорение в резонансе с основной частотой, отличаюи 1 ийся тем, что, с цельо поьыш ения интенсивности ускоренного пучкаороиту ионов в процессе ускорения смещают 35 с помощью неравномерного ускорения илиплоскосиммет 1)ичпОГО пол 51 т 21 чтооы источ)ик оставался внутри орбиты.