378137

а 6 378 ЗУ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз Советскими Социалистических Республик(32) Приоритет 51) М. Кл, С 211 3/00 Гасударстеенный комитет Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий(088,8) Дата опубликования описанпя 29,01.7 72) Авторы изобретения 71) Заявитель 4) СПОСОБ СОЗДАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЗАЩИТ ОТ ПУЧКОВ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ1Изобретение относится к радиационной защите от проникающих излучений.Для обеспечения нормальной работы персонала в условиях проникающего излучения, а также для устранения фоновых потоков частиц в ускорительных лабораториях применяют бетонные или железные защиты и поглотители. На крупных ускорителях их вес достигает десятков тысяч тонн, а стоимость строительно-монтажных работ и материала составляет большой процент от затрат на сооружение лаборатории.Общий вес защитного материала резко зависит от размера сечения защиты в плоскости, перпендикулярной направлению движения основного потока частиц. При энергиях десятки ГэВ и выше начальные углы расходимости вторичных частиц имеют величину менее 10 -рад, но из-за многократного рассеяния частиц в защите и ядерного взаимодействия приходится увеличивать поперечные размеры защиты в направлении движения основного потока.Известен способ создания биологической защиты от пучков заряженных частиц с помощью поглотителей, выполненных в виде ферромагнитных стержней или балок прямоугольного сечения, которые укладывают вплотную друг к другу для обеспечения необходимой толщины защиты, причем ориентация стержней приниципиального значения неимеет.Однако при защите каналов с частицамивысоких энергий поперечные размеры защитызначительны из-за начального расхожденияосновного пучка и многократного рассеянияпри взаимодействии с веществом,Для уменьшения размеров поглотителейпредлагают способ, по которому ферромагнитО ные стержни ориентируют вдоль движенияпотока заряженных частиц, и возбуждают вэтих стержнях азимутальное магнитное поле,например, путем пропускания по ним постоянного тока.5 В простейшем случае нитевидного пучкамюонов одного знака защиту обеспечиваютпропусканием по железному поглотителю постоянного электрического тока в направлениидвижения потока частиц. Вектор магнитнойО индукции имеет единственную азимутальнуюкомпоненту, которая обеспечивает колебательное движение мюонов около оси симметрии.При радиационной защите чаще всего бывают пучки заряженных частиц обоих знаков,5 Азимутально намагниченный стержень обладает свойством удерживать частицы одногознака и выталкивать наружу частицы другогознака. Вышедшие наружу частицы могут бытьзахвачены смежными намагниченными стержО нями,Александров, В. Н, Лебедев, А. В, Самойлов, В. А. Титов, К, 3. Тушабрамишвили и И. А. ШукейлоВозможные варианты сечений поглотителя приведены на чертежах. Наиболее практичны стержни квадратного сечения, образующие плотную кладку. Азимутальная индукция внутри стержня в этом случае имеет (наряду с постоянной компонентой) еще и 4, 8, 12-ю и т. д. гармоники, амплитуды которых усиливаются в периферической зоне стержня. Гармонические составляющие не влияют существенным образом на характер удержания частиц, Стержни электрически изолированы друг от друга. Небольшие зазоры между ними практически исключают взаимное влияние полей смекных стержней.На фиг. 1 показаны сечения кладки поглотителей в случае, когда токи во всех стержнях протекают в направлении, перпендикулярном плоскости чертежа, замкнутые кривые со стрелками - линии магнитной индукции; на фиг. 2 - распределение индукции В вдоль оси Х в этом варианте; на фиг, 3 - сечение кладки поглотителя, в котором смежные стержни несут токи противоположных направлений; на фиг. 4 - распределение индукции В вдоль оси Х в этом варианте,Если частицы двух знаков попадают в один из стержней параллельно его оси справа от нее (точка Х"), частица одного знака совершает колебательное движение около оси этого стержня, частица другого знака по мере движения вперед отклоняется по оси Х в сторону соседнего стержня, расположенного справа на чертеже и, попав в его поле, перемещается в обратном направлении. Таким образом, происходит колебательное движение около границы раздела этих стержней. Если две частицы разных знаков попадают в указанный стержень слева от его оси (точка Хфф), то одна из них удерживается в нем, а другая отклоняется в сторону стеряня, расположенного слева, и колеблется около границы раздела этих стержней. Частицы таким яе образом колеблются ивдругом, взаимно перпендикулярном направлении по оси У.На фиг, 3 смежные стержни последовательно соединены по току перемычками на торцах кладки. В этом варианте частицы одного знака удерживает тот стержень, в который они попали сначала, частицы другого знака выходят в смежные стержни,и совершают колеба тельное движение относительно их центральных осей.Линейный размер поперечного сечения одного стержня составляет 10 - 15 см при начальных импульсах, составляющих десятки 15 ГэВ/с, Таким образом, азимутальное намагничивание железа позволяет канализировать потоки частиц обоих знаков в пределах общего сечения, которое очень мало по сравнению с сечением поглотителей из пассивно го материала, выполняющих те же функции.Потребление электроэнергии в намагниченном поглотителе незначительно вследствие большой электрической проводимости стержней и составляет примерно 1 кВт на кубометр 25 железа. Высокий уровень намагничивания(около 8 кГс) на краю стержня сохраняется при отключении тока (остаточное намагничивание) или периодическим пропусканием тока.30Предмет изобретенияСпособ создания биологической защиты отпучков заряженных частиц с помощью погло тителей, выполненных в виде ферромагнитныхстержней, отл и ч а ю щийся тем, что, с целью уменьшения размеров поглотителей, ферромагнитные стержни ориентируют вдоль движения потока заряженных частиц, и воз буждают в этих стерянях азимутальное магнитное поле, например, путем пропускания по ним постоянного тока.378137 иг фиг фиг 4 Составитель Т, Горчаковаехред Г, Васильева Корректор Т. Добровольская едактор И. ин ПодписноеСР аказ 3663/1ЦНИИПИ пография, нр. Сапунова, 2 Изд,139сударственного комитет по делам изобретенийМосква, )К, Раушск Тиража Совета и открыт я наб., д,506Министр ой45