Способ измерения радиуса равновесной орбиты в циклическом индукционном ускорителе

(56) 1. Ананьев Л институ8.8) ерных М. и др, Индук . электронов-бе М., 1961.А,А,Физические ения заряженнь У, 1980 (прот ционныи ускорител рон, Госатомиздат2. Коломенский ат новы методо кор. МГ отип) иц,стота источникакорителя, - время,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПо ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ 1 ТИЙ(54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАПИУСАРАВНОВЕСНОЙ ОРБИТЫ В ЦИКЛИЧЕСКОМ ИНДУКЦИОННОМ УСКОРИТЕЛЕ, согласно которому измеряют зависимость напряженности ускоряющего поля Е от радиуса орбиты 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, одновременно с измерением напряженности ускоряющего поля Е про изводят измерения магнитной индукции В ведущего поля для той.же облас ти изменения радиуса в момент времени, когда ускоряющее поле отсутствует, т,е, В (, О), и в моменты, когд ускоряющее поле отлично от нуля, т.е В (,1 ), а радиус равновесной орбиты Р определяют из соотношения Р(Рз) = О, где СР 1 р)=-Е(РЯ+ 8 Р,Ц- -8,0 Я сЯ (иЦ 2)где ц - угловая чапитания ус1 1047Изобретение относится к областиускорительной техники и может бытьиспользовано при создании и применении циклических индукционных ускорителей.5Известен способ измерения радиуса равновесной орбиты в бетатроне,основанный на использовании бетатронного условия 2:1, При этом измеряютиндукцию на орбите и среднюю индукцию внутри орбиты 1 . Недостатокспособа - относительно низкая точность.Наиболее близким техническим решением является способ измерения 15радиуса равновесной орбиты в циклическом индукционном ускорителе,в котором измеряют зависимость напряженности ускоряющего поля Е от радиуса орбитыи определяют его минимум 2 .Недостатком этого способа является низкая точность измерения равновесного радиуса, обусловленная тем,что напряженность вихревого ускоряющего поля бетатрона в районе равновесного радиуса имеет слабо выраженный минимум,Цель изобретения - повышение точности измерения равновесного радиуса.З 0Поставленная цель достигаетсятем, что в известном способе измерения радиуса равновесной орбиты в циклическом индукционном ускорителе,согласно которому измеряют зависимость напряженности ускоряющего поляЕ от радиуса орбиты , одновременнос измерением напряженности ускоряющего поля Е производят измерение магнитной индукции В ведущего поля длятой же области изменения радиуса вмомент времени,когда ускоряющееполе отсутствует, т.е. В ( 3, О),и в момент времени, когда оно отлично от нуля, т.е. В ( , ), арадиус равновесной орбитыопределяют из соотношения ф) = 0где ср(р) = (р,Ц ф сд ГЦ рф+)-В(РОИ СО (Ф)ггде ц - угловая частота источника питания ускорителя;501 - время. Способ заключается в следующем.Восстанавливают зависимость отрадиусаполей ускоряющего Е ( ,)и ведущего В ( ), 1 ) для ряда моментов времени 1 в течение всего циклаускорения. Строят графики функцийотдля. всех моментов времени , в которые проводились измерения полей Е и В, Равновесному радиусу о соот Б ветствует то значение , при котором пересекаются графики Функций Г и ъ фт, относящиеся к одному и тому же моменту времени. По пересечениям кривых Г и Г определяют значения равновесного радиуса л (1) для разных моментов времени в течение цикла ускорения. Точки пересечения кривых можно отыскивать аналитически, как это описано выше.Выражение (1) справедливо в условиях, когда ведущее поле описывается выражением В(р,Ч = В(р,б) ф 8 (р) 1-созе).Таким образом изменяются во времени ведущее поле бетатрона с подмагничиванием и ведущее поле ионотрона.Ионотрон - циклический индукционный ускоритель, магнитная система которого подобна системе ведущего поля синхротрона, а в прямолинейных промежутках размещены. ускоряющие ферромагнитные сердечники тороидальной формы.Выражение (1) эквивалентно условию 2: 1 для бетатрона с подмагничиванием и равносильно обобщению этогоусловия для циклического индукционно-, го ускорителя с произвольной магнитной периодической системой, При этом ведущее поле подразумевается заданным в соответствии с (2).1Установка для измерения радиуса равновесной орбиты предлагаемым способом может быть выполнена в несколь ких вариантах, Например, установка включает кольцо из изолирующего материала с закрепленными на его поверхности концентрическими кольцевыми проводниками, датчики Холла, делители и усилители сигналов, годоскопические ворота, преобразователи "амплитуда-цифра" и регистрирующее устройство. (например, магнитофон иди магнитный диск, управляемый с помощью ЭВМ). Кольцо с проводниками за- креплено в межполюсном пространстве в медианной плоскости ускорителя (вакуумная камерИ ускорителя снята). Кольцевые проводники повторяют7373 Составитель Е,ГромовРедактор О.филиппова Техред С,Легеза Корректор О.Луговая Заказ 9234/3 . Тираж 782 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., ц. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 104форму орбит: для бетатрона - кольцо,для ионотрона - дуга в зазорах магнитов и отрезки прямых линий впрямолинейных промежутках. На каждомкольцевом проводнике в межполюсномзазоре закреплен датчик Холла. Кольцевые проводники имеют зазоры (одинзазор для каждого проводника), кконцам кольцевых проводников припаяны проводники для съема напряжения.На изолирующем кольце должно бытьне менее трех кольцевых проводников,Их длина должна быть измерена с высокой .точностью (напоимер, 0,17).Работает установка следующим образом,Включается питание ускорителя. При достижении некоторого заданного уровня ускоряющего поля (или ведущего поля) открываются на 5 мкс годоскопические ворота, и сигналы вихревого напряжения (с кольцевых проводников) и ведущего поля (с датчиком Холла) поступают на свои преобразователи "амплитуда-цифра". По окончании преобразования информация записывается на магнитную ленту или маг.нитный диск, после чего сигналом отЭВМ снова открываются ворота, ит,д, За цикл ускорения (1-10 мс) воэможно таким образом измерить поляускоряющее и ведущее в несколькихдесятках точек по времени,Изложенная вьппе система измеренияпредполагает, что магнитное полев зазорах всех магнитов ионотронаизменяется синхронно (отсутствуетфазовый сдвиг между магнитами), иамплитуды индукции в зазорах всехмагнитов одинаковы. Кроме того,отсутствует фазовый сдвиг между уско.ряющим и ведущим полями, Такая нредварительная настройка ускорителяможет быть выполнена с помощью описанной выше установки,щ , Если измеренное значение /з отли 5чается от расчетного, необходимарегулировка равновесного радиуса.В ионотроне эта регулировка осуществляется просто: изменяют амплитуду2 напряжения на ускоряющих сердечниках, при этом менять амплитуду ведущего поля нет необходимости,