Сверхпроводящий электромагнит циклического ускорителя

ОПИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистических п 1 448836 Республик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 07.02,72 (21) 1746086 У 26-25 л. Н 051 т 51 оединением заявкиитет ри Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретениии открытий 32) При 3) УДК 621.384(088.8 публиковано 15.01,75, Бюллетень Мата опубликования описания 07.03(54) СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ ЭЛЕКТРОМАГНУСКОРИТЕЛЯ ИКЛИЧЕСК катушками.ные в 2 Ч крлагаются р2 к- и симметрично относительно среднеМ геометрическои плоскости зазора электромагнита вне ее. Концентрические катушки, помещенные в два криостата в виде цилиндрического кольца, располагаются симметрично относительно средней геометрической плоскости зазора электромагнита над криостатами с гармоническими катушками, Ускорение протонов в кольцевом циклотроне осуществляется в вакуумной камере с помощью трубок дрейфа, установленных между криостатами с гармоническими катушками.Однако при ускорении протонов до энергии 5 Гэв (каонная фабрика) средний радиус концентрических катушек равен примерно 15 - 20 м вместо 4,5 м (при энергии до 1 Гэв), что указывает на технологичность изготовления катушек и криостатов цилиндрической формы.Цель изобретения - упрощение конструкции криостатов и катушек, формирующих среднее магнитное поле, в сверхпроводящем циклическом ускорителе с пространственной вариацией магнитного поля.Это достигается тем, что в предлагаемом электромагните циклического ускорителя Изобретение относится к области электро- физической аппаратуры и может использоваться в сверхпроводящих электромагнитах циклических ускорителей с пространственной вариацией магнитного поля (кольцевой циклотрон, кольцевой фазотрон).В кольцевом циклотроне со сверхпроводящим электромагнитом на энергию протонов до 1 Гэв и средний ток 100 мка (пионная фабрика) формирование требуемого магнит ного поля, обеспечивающего устойчивость движения заряженных частиц в средней геометрической плоскости зазора электромагнита в рабочем интервале радиусов, осуществляется с помощью двух систем катушек, которые 15 формируют среднее магнитное поле и амплитуду основной У-й гармоники магнитного поля. Катушки, формирующие среднее магнитное поле, выполнены в виде концентрических, в которых проводники уложены по окружности. 20 Катушки, формирующие основную У-ю гармонику магнитного поля, известные под названием гармонических, выполнены из проводников, которые уложены по дугам окружностей и линиям спирали Архимеда с угловой протяЖженностью между ними, равной - . Располо- Ж жение сверхпроводящих катушек в циклотр не следующее. В вакуумный и азотный экр ны помещены 2 (У+1) гелиевых криостата Гармонические катушки, помещениостата секторной формы, распоавномерно по азимуту через угол5 10 15 20 25 30 35 40 45 3сверхпроводящие катушки, формирующиесреднее магнитное поле, выполнены в видепрямоугольных рамок, расположенных в техже криостатах, что и гармонические катушки,На фиг, 1 дана принципиальная схема расположения сверхпроводящего электромагнитациклического ускорителя с пространственнойвариацией магнитного поля; на фиг, 2 - схема расположения катушек в гелиевом криостате секторной формы.Сверхпроводящии электромагнит циклического ускорителя с пространственной вариацией магнитного поля состоит из гармонических катушек 1, формирующих амплитуду основной гармоники магнитного поля, и катушек2 в виде прямоугольных рамок, создающихсреднее магнитное поле, помещенных в гелиевые криостаты 8 секторой формы. Криостатыокружены азотными 4 и вакуумными о экранами. Ускорение частиц в вакуумной камере босуществляется с помощью резонаторов /,Рабочие участки прямоугольных рамок параллельны средней геометрическои плоскости зазора электромагнита и уложены по дугам окружностей, а нерабочие участки перпендикулярны к этой плоскости, Рабочие участи прямоугольной рамки состоят из двухучастков с противоположным направлениемтока, расположенных на разных расстоянияхот средней геометрическои плоскости зазораэлектромагнита. Чтобы результатирующеемагнитное поле было максимальным, необходимо ближнии рабочий участок приблизитьнасколько возможно к средней геометрическои плоскости зазора электромагнита, а дальнии рабочий участок удалить от нее на расстояние, которое определяется технологичностью изготовления криостата.Формирование требуемого магнитного поляциклического ускорителя с пространственнойвариацией магнитного поля с помощью сверхпроводящего электромагнита осуществляетсяследующим образом,С помощью гармонических катушек формируют амплитуду основной гармоники магнитного поля в заданных допусках в средней геометрической плоскости зазора электромагнита в рабочем диапазоне радиусов ускорителя. Наряду с основной гармоникой магнитного поля гармонические катушки создают также среднее магнитное поле. Разность между требуемым законом средним магнитным полем и средним магнитным полем, созданным гармоническими катушками, формируется в заданных допусках с помощью катушек 2 в виде прямоугольных рамок. Наряду со средним магнитным полем прямоугольные рамки создают также дополнительную амплитуду основной гармоники магнитного поля, которая может превысить допуск на различных радиусах ускорителя. С целью компенсации этих отклонений амплитуды основной гармоники. магнитного поля вводят изменение на соответствующих радиусах вертикального зазора между изменяющимися по закону спирали Архимеда проводниками гармонических катушек, Созданное в заданных допусках таким путем магнитное поле обеспечивает устойчивость движения частиц в циклическом ускорителе. Предмет изобретения Сверхпроводящий электромагнит циклического ускорителя с пространственной вариацией магнитного поля, содержащий катушки для формирования среднего магнитного поля и гармонические катушки для формирования амплитуды основной гармоники магнитного поля, заключенные в криостат, отличающ и й с я тем, что, с целью упрощения конструкции криостатов и катушек, формирующих среднее магнитное поле, эти катушки выполнены в виде прямоугольных рамок, расположенных в тех же криостатах, что и гармонические катушки так, что рабочие участки рамок параллельны средней геометрической плоскости зазора электромагнита и уложены по дугам окружностей, а нерабочие участки перпендикулярны к этой плоскости.аказ 5122ЦНИ Тираж 869 Подписноа Совета Министров СССРи открытийя наб., д, 4/5 Изд.1037 И Государственного комитет по делам изобретений Москва, Ж, Раушска