Циклотрон

О П Й С А И Й Е 1 веа 27 вЙЗОБРЕ 1 ЕН ЙЯ Своз Соеетсккн Соцкммсткческкх е еспублкк(22) Заявлено 04.03.76 Н Дз присоединением заявки Х Гесудератеенньа каметет 6 аеете Нннеатраа СССР па делам нэааретеннй и атнрапнй(7 бъемный институт ядерных исследэвани ит 54) ЦИКЛОТРОН гнитную систему сеальными полюсами,секторного вида мациклотроне ь 1 еспевертикальная и яемых час азимутальивость у арактере и том изохро нностьт непосре Э жеУ е в0 я сним ско энергией иичения на м ксимально ением к преця цикл отрэт 25 Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при создании интенсивных циклических ускорителей электронов на энергии до нескольких десятков мегаэпектронвольт.Известен циклотрон 1 Д 1 , содержащий азимутально-симметричную магнитную систему и ускоряющую резонаторную систем с ускоряющим зазором,"нодкпюченную к г нератору постоянной частоты.За счет поворота ускоряемых частиц в однородном магнитном поле и их многократного прохождения через, усксряющий зазор резонатэрной системы осуществляется ускорение заряженных частиц до высоких знерНедостатком известного устройства является то, что максимально достижимая . энергия при ускорении в нем.легких частиц (например, электронов), невелика, чтэ обу слэвлено уменьшением максимально достижимой энергии с умейьшением энергии покоя ускоряемых частиц.Ближайшим техническим решпагаемому изобретению являетс 21, содержащий ма торного типа сэ спир За счет спирально нитнОЙ системы В зтэ чивается эдновременн горизонтальная устойч тиц при изохронном х ного движения, Пр азимутапьного дви стве.но связанные с ряемых частиц ограндостижимую энергию, что в принципе позволяет ускорять в известном циклотроне легкие частицы (например, электроны) до высоких,)знергий.Недостатком известного устройства является ограничение конечной энергии при ускэрении легких частиц (например, злекгронов) за счет явлений резонанса бетатронных колебаний и ограничений на технически достижимые величины градиента магнитного поля.Для повышения конечной энергии при ускорении легких частиц (например, электронов) в предлагаемэм циклотроне число спиральных полюсов в магнитной системе составляет 12-16, причем азимутальная ширина полюсов, вертикальный зазор между ними и угол спиральности полюсов изменяются вдоле радиуса магнитной систее.еы по закону:5 гО г 9 И ЪЦ+й7. 10га)негде 8 -азимутальная ширина полюсов; Ъ -вертикальный зазор,между полюса"фи; 5Р -те сушцй радиус; 8 -конечная азцмутальная шириееа по- К люсов; -конечный вертикальный зазор между Кними; 20 Р -конечное значение текущего радиуса;К ете -постоянное число; ЕЕе. -угол спиральности полюсов; 3 Е -градиент геагееитного поля; М -число спиральных полеосов; 25 О . - частота вертикальных бетатронньех Хколебаний.На фиг. 1 показан предлагаемъей цйклотрон, общий вид; на фиг. 2 - форма одного спирального полюса магнитной системы. 30Циклотрон состоит из магнитной системы, содержащей несколько спиральных полкг сов 1, объемного резонатора 2, ускоряющий зазор которого 3 перекрывает размер конечной орбиты, инжектора 4, поворотного З 5 устройства 5, выход которого расположен на начальной орбите 6, охьаченной конечной орбитой 7, и вакуумной камеры 8, Устройство работает следующим образом. Пучок из инжектора 4 через (оезонаФор 40 2 вводится в поворотное устройство,5, после чего, попав на начальную орбйтуе 6, ускоряется, дважды проходя за один оборот через зазор резонатора 2 и, дойдя до коне гной орбиты 6, выводится на мишень, 45Число спиральных полюсов магнитной системы И равно 12-16. Азимутальная ширина полюсов 9, вертикальный зазор между ними,Ь и угол спирапьности полюсов , мМ няются вдоль радиуса магнитной системье 50по законувертикальных 8 и горизонтальных бета- тронных колебаний, что снижает ограничения на конечную энергию ускоряемъех частиц со сторонъе реэоееаеесов.Кратность частоты ускоряющего напряжения частоте обращения ускоряемых частиц, и совокупности с формой межполюсного зазора, обеспечивают резонансное ускорение легких частиц (например электронов) до энергий порядка 10-15 МэВ., Формула еезобретения1Цикл отрон, содержащий магнитную систе-. му секторного типа со спиральными полюсами, отлцчаюшийся тем,что, с целью повъеег.ения конечной энергии при ускорении легких частиц (например, электронов), число сперальееъех полюсов в магнитной системе составляет 12-16, причем ази. мутальная ширина полюсов, вертикальный за" зор между ними и угол спцральности полюсов изменяются вдоееь радиуса магнитной системы по закону:Е 2юИе- где О -азимутальная ширина полюсов; ц -вертикальный зазор между полкм сами; Р -текущий радиус; 9 -конечная азимутальная ширина по ЕЕиосов; ЕЕ -КОЕЕЕЧНЫй ВЕртИКаЛЬНЫй Зааэр МЕж Есду ними;-конечное значение текущего радиус кса; ЕП -постоянное число; А -угол спиральности полюсов; Ее -градиент магнитного поля; М -числО спеерйеьееьх полюсОВЕ 8 -частота вертикальных бетатроннык колебаний,Источники информация, принятые во внимание при экспертизе;Е 2Ц+ и2 2 ж/И 6- 1Чесло магнитньеее еспиральееьех полюсов и их форме обеспечивают постоянство частот 1, Коломенский А, А., Лебедев А, Н. Теория циклических ускорителей, М., 1962,с. 248-28 О,2, Коломенский А. А., Лебедев А. Н,Теория циклических ускоритеееей, М., 1862,с. 255-261.Звааэ 1285/5 ХПодикное Филиал ППП патент г. Ужгород, ул. Проектная