Кольцевой циклотрон

3 СОВЕТСКИХОаЛпъчедвСПУБЛИК 9) 01) ЬСТВУ 8 ЧОРСИОМУ м ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ(56) 1. 23.91 ег К. Вщиз 1 пд 1 п ойЧ 1 СК 81 орегаМпд ехрег 1 епсе Е 3.АДЬЮ1 пегп ссай оп сус 1 огопз апййЬе 3.г аррХ 3.с, ВХоопОпд 1 ог, 1 павпа,ЮЖ 1978р,1872.2ВоЮа А.Н. ГЬе заСцз ой ЮеЗоипЬ Айг 1 сап Ассе 1 егаВов селенге ,Е 1 дЬй 1 пегп. сопЕ. оп сусХоСгапзапб СЬе 1 г,арр 11 с В 1 оов 1 пд 1 ог,(54)(57) КОЛЬЦЕВОЙ ЦИКЛОТРОН, содержащий секторные электромагниты с)еагнитопроводами и обмоткой возбужденйя и инжектор ускоряемых частиц,выполненный в виде циклотрона сазимутально-симметричными полюсамиэлектромагнита, о т л и ч а,ю щ и йс я тем, .что, с целью уменьшениягабаритов и упрощения, азимутальносимметричные полюса циклотрона расположены внутри секторных электромагнитов и имеют общую с ними осьсимметрии и медианную плоскость, вобращенных к общей оси симметрииучастках магнитопроводов секторныхэлектромагнитов выполнены проемы,торцы которых привыкают к цилиндрическим поверхностям азимутально-симетричных полюсов циклотрона, аобмотка возбуждения выполнена в виддвух симметричных относительно медианной плоскости кольцеюас катушек,расположенных внутри секторных магнитопроводовИзобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при проектировании кольцевыхциклотронов, предназначенных дляускорения пучков заряженных частицдо энергий несколько сот МэВ.5Известен кольцевой циклотрон, содержащий электромагнит, составленный иэ четырех секторных замкнутыхэлектромагнитов, и ускоряющую систему, состоящую из двух резонансных 10систем,В известном устройстве инжекциячастиц осуществляется от системывнешней инжекции, которая состоитИэ ускорителя Ван-де-Граффа, рассчитанного на ускорение частиц доб МэВ, двух банчеров и систем транспортировюи и ввода пучка в циклотрон (1,Недостатками данного устройства 20: являются сложность изготовления маг-нитов-секторов, обусловленная необХодимостью изготовления обмоток возбуждения сложной конфигурации длякаждого сектора, использование ускоРителя-инжектора и большого набораэлементов транспортировки пучка отинжектора до циклотрона, что обусловливает соответственно, высокую, (стоимость системы инжекцни, а такжеУскорителя Ван-де-Граффа, так каквозникает необходимость применениябанчеров, вызванная требованиемсинхронизации поступления банчей сРабочей частотой ускоряющей системыЦиклотрона. Это усложняет системуИнжекции и ее эксплуатацию,Кроме того, возникают трудностиЬ размещении оборудования системВвода инжектируемых частиц и в ееОбслуживании, обусловленные необхоДимостью размещения этого оборудоВания в центре циклотрона при ограниченных размерах места для него,И, наконец, для размещения ускориТеля-инжектора требуется дополнитель"45Йое помещение, что влечет за собойСоответствующие затраты средств наего строительство,Наиболее близким к предлагаемомуявляется кольцевой циклотрон, содержащий секторные электромагнитыФ магнитопроводами и обмоткой возбуждения и инжектор ускоряемых ча 1 иц, выполненный в виде циклотронаазимутально-симметричными полюсаффИ электромагнита.В известном устройстве транспорфйровка от,циклотрона-инжектора иЭЭОД в кольцевой циклотрон пучка3 Скоренных частиц обеспечиваетсяпйж помощи фокусирующих и отклоняюэлектромагнитных устройств.Применение в качестве инжектораЦИклотрона способствует некоторомуЙфощению оистемы инжекции, так как 65 здесь можно согласовать рабочие частоты ускоряющих систем циклотронаинжектора и. кольцевого циклотронаи не требуются дополнительные устройства - банчеры 2,Недостатками известного устройства являются его большие габариты,что связано с необходимостью разме"щения двух циклических ускорителейкольцевого циклотрона и циклотронаинжектора, а также высокая стоимость, что связано с наличием двойного количества источников питания,вакуумных камер и других конструктивных элементов,Цель изобретения - уменьшение габаритов и упрощение устройства.Поставленная цель достигаетсятем; что в кольцевом циклотроне, содержащем секторные электромагнитыс магнитопроводами и обмоткой возбуждения и инжектор ускоряемых частиц, выполненный в виде циклотронас азимутально-симметричными полюсами электромагнита, азимутально-симметричные полюса циклотрона расположены внутри секторных электромагнитов и имеют общую с ними ось симметрии и медианную плоскость, в обращенных к общей оси симметрии участках магнитопроводов секторныйэлектромагнитов выполнены проемы,торцы которых примыкают к цилиидрическим поверхностям азимутально-симметричных полюсав циклотрона, аобмотка возбуждения выполнена в виде двух симметричных относительномедианной плоскости кольцевых катушек, расположенных внутри секторныхмагыитопроводов,.На фиг, 1 показан циклотрон,разрез; на фиг, 2 - сечение А-А нафиг. 1.Кольцевой циклотрон содержитэлектромагнит, составленный из четырех секторных магнитопроводов 1, цилиндрических полюсов 2, обмотки 3возбуждения, ускоряющую систему,составленную как минимум из двухрезонансных систем 4, вакуумную камеру 5 и аксиальный ионный источник б, введенный в камеру через отверстие в полюсе электромагнита.В состав электромагнитов входяттакже похпосные наконечники 7 и 8,Заряженные частицы поступают изионного источника б, гицинируютсяи ускоряются напряжением, приложенным к ускоряющим электродам (дуантам) и в районе полюсов 2 ускоряются как в обычном (в классическом)циклотроне, а при выходе за пределыцилиндрических полюсов и после придостижении определенной энергии переходят в режим кольцевого ускорения и ускоряются до высоких конеч- .ных энергий (до нескольких сот МэВ) .,4 10770 б 8 Составитель В, Краснополь скиРедактор Ю.Ковач Техред Л.Иикец К ректор О.Тигор сное Тираж 783 ВНИИПИ Государственно по делам. изобретений 035, Москва, ЖЗБ, РаушЗаказ 774 омитета СССРоткрытийая наб., д. 4/5 теФилиал ППППатент ф, г.ужгород, ул.Проектная По сравнению с. прототипом предлагаемый циклотрон в коьвлексе конструктивно проще, менее трудоемок в изготовлении, проще и экономичнее в эксплуатации, так как в ием отсутствуют отдельный циклотрон-инжектор, предварительно ускоряющий ионы, система вывода пучка ускоренных частициэ него и система ввода (инжекции) пучка в кольцевой циклотрои,Кроме того, сокращается площадь, ваннмаемая ускорителем в комплексе, 5 т.е. снижаются затраты на строительство помещения.