Способ определения параметров сильноточного импульсного пучка ускоренных электронов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9 05 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУИ ле- электоауч 21,СР ОЬныц СУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) 1, Бредли.Л.П. Методика исдования распределения плотностиронного тока и траекторий электнов в сильноточном релятивистскэлектронном пучке.-Приборы дляных исследований . Р б, 1975, с.2. Авторское свидетельство Сзаявка Р 2519096/18-25(109291)шением о выдаче авторского свидтельства от 14.0678.(54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИЛЬНОТОЧНОГО ИМПУЛЬСНОГО ПУЧКАУСКОРЕННЫХ ЭЛЕКТРОНОВ, основанныйна бесконтактном измерении магнитныполей, соз,даваемых пучком при егодвижении в продольном магнитномполе, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью упрощения и повышенияточности измерений, предварительнонейтрализуют собственное электрическое поле пучка на участке измерениЯпутем напуска газа нейтральных частиц в область пучка, после чего измеряют продольную составляющую магнитного поля пучка, по величине которой затем определяют параметрыпучка,,730262 ВНИИПИ Заказ 1053/2 ТиРаж 783 ПоДписное филИал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул.Проектная, 4 Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при разработке систем диагностики сильноточных импульсных пучковускоренных заряженных частиц,Известен способ определения параметров сильноточных импульсных пучков ускоренных электронов 1), основанный на частичном или полномперекрытии пучка.Согласно известному способу осуществляют коллимирование пучка механическим путем, и на основании проведенных измерений определяют внутреннюю структуру пучка.Недостатком известного способа 15является большое энерговыделениена механических коллиматорах, чтоприводит к быстрому выходу аппаратуры из. строя.Прототипом изобретения являетсяспособ определения параметров сильноточного импульсного пучка ускоренных электронов 2), основанный набесконтактном измерении магнитныхполей,. создаваемых пучком при егодвижении в продольном магнитном поле.Согласно этому способу определение параметров осуществляется с помощью большого числа датчиков,.достаточно удаленных друг от друга по осипучка, с последующей обработкой результатов измерений, заключающейсяв решении системы нелинейных уравне-ний,Такая методика является трудоемкой и приводит к большим погрешностям.Целью изобретения является устранение указанных недостатков, т.е.упрощение и повышение точности измерений.Поставленная цель достигается тем,что предварительно регистрируют собственное электрическое поле пучка научастке измерений путем напуска газа 45нейтральных частиц в область пучка,после чего измеряют продольную составляющую магнитного поля пучка, повеличине которой затем определяютпараметры пучка, 50Чертеж поясняет предлагаемый способ. Пучок 1, в общем случае трубчатый, заключен между цилиндрическими,стенками 2 и 3 камеры дрейфа. Радиально направленными стрелками условно показан поток нейтрального газа.Пучок Фокусируется продольныммагнитным полем О, собственноеэлектрическое поле пучка обозначеноГ, , перпендикулярная направлениюрадпространения пучка скорость обозначена Ч 1 скорость азимутального дрейфа обозначена Ч . Последняя обусловлена дрейфом йучка поц действием скрещенных полей Ио и ГгВ отсутствии нейтрализации продольная составляющая магнитного поля пучка сложным образом зависит от совокупности двух неизвестных параметров Ч и Ч , что затрудняет определение перпендикулярной составляющей скоростиСогласно этому способу в пучок напускают нейтральный газ, В результате столкновений электронов пучка с нейтралами возникают в результате ионизации новые электроны и положительные ионы. Как более легкие электроны иониэации быстро уходят иэ толщи пучка в результате различного рода столкновений, а также в результате действия неполностью нейтрализованного на данный момент времени электрического поля. Процесс ухода электронов ионизации - самосогласованный, то есть скорость ухода зависит от электрического поля.В результате происходит накопление положительных ионов, а следовательно, и нейтрализация электрического поля.Это приводит к обращению в ноль составляющей поля. Гг , а следовательно и составляющей скорости дрейфа Ч. В результате продольная составляющая магнитного поля, определяемая экспериментально, оказывается зависящей только рт одного неизвестного параметра Ч , абсолютная величина которого определяется по Формуле ь.где Ч 1 - абсолютная величина скорос-ти;фЗМ - поток собственного продольного магнитного поля пучка;Вд - внешнее фокусирующее магнитное поле 1Е - заряд частиц в пучке;Ч, - скорость продольного дрейфа частиц в пучке;с - скорость света;Э - ток пучка;Е - полная энергия частиц впучке.Отсутствие большого числа датчиков и простота расчета упрощает измерение и повышает его точность по сравнению с прототипом.