Способ инжекции пучка заряженных частиц в разрезной микротрон

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (11) 1) 4 Н 05 Н 7 08 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ праге Ассе 1 гаГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СПОСОБ ИНЖЕКЦИИ ПУЧКА ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ В РАЗРЕЗНОЙ МИКРОТРОН(57) Изобретение относится к областиускорительной техники. Цель изобретения - повышение стабильности пучка .П. Существо способа инжекции Пзаряженных частиц в разрезной микротрон рассмотрено на примере работыустройства. Показана схема инжекции П, где 1,2 - соответственно траектории ввода и пересекающейся петли инжектируемого П, 3 - поворотный магнит (М) микротрона, 4 - зона градиентного поля, 5 - конечная вертикальнаяплоскость М, 6 - ускоряющая секция,7 и 8 - обороты циркулирующего П,9 и 10 - области, где возбуждено смещающее магнитное поле, Цель достигается тем, что инжекцию осуществляютиз области вне микротрона в областьсовмещения орбит частиц в одном М иодновременно возбуждают аналогичноедополнительное смещение магнитногополя в области пересечения общей орбиты П с границей поворотного М. Вописании приведены математическиевыражения, поясняющие способ, Изобретение позволяет повысить эффективность использования ускорителя, 1 ил.(5 ) тоже то ая малыхне решается Уравнение кроме слу 1 12Изобретение относится к ускорительной технике, в частности, к способам инжекции пучка в разрезные микротроны для ускорения электронов.Целью изобретения является повышение,стабильности пучка, что позволяет повысить эффективность использования ускорителя.На чертеже показана схема инжекции пучка заряженных частиц в разрезной микротрон, где 1 - траектория ввода инжектируемого пучка, 2 - траектория пересекающейся петли инжектируемого пучка, 3 - поворотный магнит микротрона, 4 - зона градиентного поля, 5 - конечная вертикальная плоскость полюсов магнита, 6 - ускоряющая секция, 7 и 8 - первый и Второй обороты циркулирующего пучка, 9 и 10 - области, где возбуждено смещающее магнитное поле.Конкретную реализацию способа можно осуществить несколькими вариантами как активными, так и пассивными. Активные варианты, например, можно осуществить с помощью полюсных обмоток определенной конфигурации. Пассивные варианты можно осуществить изменением конечного профиля полюсов поворотных магнитов однородного поля, либо созданием ферромагнитных экранов с щелью в рассеянных полях поворотных магнитов. 11 оследний вариант в качестве конкретного примера рассмотрим более подробно.Поле в медианной плоскости поворотного магнита, в области между магнитом и экраном, поставленным под углом к переднему фронту магнита, имеет следующий вид:/Ы = (В /о.) агс 1 х/у, (1 925552 ный импульс Р приближенно сохранится. В этом приближении получаем траекторию у (ау./ ) (1) ( )Ч-(у, - (Я у. (")РЖ ) где Ч - полная скорость, у - у компонента начальной скорости, апредполагается не зависящим от у,= х/у. Угол поворота для частицы, влетающей в поле под углом 1/2 -дк экрану и вылетающей, описав петлю в рассеянном поле, если гд- . Посколь ку полный угол поворота вводимых час тиц обычно удобно брать Т/2, то угол д. между экраном и магнитом должен быть равен Х 1/4. Расстояние между точками влета и вылета на экране есть интеграл от (3)уу, , - -- -уу, 4)у,-(Я у /(Ф) Р Жгде- самая удаленная от экрана точка траектории и определяемая из уравнения 30Интеграл (4 ) не имеет строгого решения и поэтому его можно посчитатьтолько численно, то также его можнопроинтегрировать и приближенно, врезультате50 А = (Н,/с)уУ,где=х/у, Р= агс 1 д п(1 в), (2)2Для решения уравнений движения части 5цы в поле (1) допустим приближение,что на орбите можно считать у = уосопят. Тогда векторный потенциал(2) не будет зависеть от у и обобщен1, У():,/г,й у ( +э.п )ротный магнит с экраномал циркулирующий пучок на о иметь место условие Чтобы пово поворачив 180 долж 8)/д) г (1) аР,(х,) = ( где а - ширинаР - потенциал1экрана, х, - тополе равно нулюется логарифмичОтсюда получаем зора магнита,ассеянного поля без ка, где рассеянное Потенциал Г, являским:" (х)= 3 ц(1+х/д-) что расстояние меж)с, (1+з 1 п с ) - Г 2 д,пучка, его инжекцию осущобласти вне микротронавмещения орбит частиц в ествляют из область сопервом магнидают анало+ зхп с.) 2,Так бразом на кон создание гра чных участках ов разрезного т возможность ируемым пучко ресекающейся енте и одновременно возб ного поля пов ие маг ния общ гичное полнительное сме ротных полумаг микро- осу- траетли. ного по0 орбиты в област пересе цей вт трона о ществле печ чка с гр ого нжек магнита, при этом распремещающих магнитных полей согласно следующим выраже ротногление тории полнои пРасположение границы градиентного поля под острым углом к граничной вертикальной плоскости полюсов поворотных магнитов обеспечивает возможО МздА-Ч В=- -В г оность осуществления инжекции с наружной области микротрона,где В - амплитуда ного поляоворотного магИспользо твенно р ния разр нита, тл;о - половина у лением вво той, град азимутальн ого спосо озможност ание да сширяет зных ми у направей орби" л да и нов, уп блегчае о нжек щает систем настройку и отсчиты оворотжекции и циркуляци водит к повышению ыи угол, раниць и та, град ков, что пр емыи от го маги ности и качества работы микротронов1 Составитель Е.ГромовТехред И,Попович Корректор А,Обручар).Стенина едакт Заказ 5205 ВНИИИ 1 осуд по делам и 13035, МоскТираж 7 ПоССР ное рственногообретенийа, Ж, Р и открытиишская наб., 4/5 оиэвоогненно-пол аттическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,3 12925554 ду магнитом и экраном в точке выле- Формула изобретения та всех орбит составитСпособ инжекции пучка заряженныхо ", (х) частиц в разрезной микротрон, оснод = яз.пс 1= э, - " - 51 пс.(9)о Е (1)ванный на введении пучка в межполюс- В приближении (7) точность всех фор- ное пространство одного из поворотмул оценивается как ных магнитов путем воздействия нанего смещающего магнитного поля, при дтпл, = Мя т, г(ы.), этом место инжекции выбирают из усло- Чвия равенства 180 ф полного угла поу =.(с, ворота всех орбит в поворотном маг( )=2 2/ ните, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности