Способ определения поперечныхразмеров циркулирующего пучказаряженных частиц”

Союз Советских Социалистических Республик) Заявлеко 09.11,76 т 21) 2419871/18-25рисоединеиием заявки йо 5 Н 7/00 Государственный ко СССР по делам изобрет и открытийДата опубликования описания 30078(71) Заявитель 4) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОПЕРЕЧНЫХ РАЗМЕРОВ ЦИРКУЛИРУЮЩЕГО ПУЧКА ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ 2 Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ, основанный на измерении изменения интенсивности пучка в процессе его принудительного разрушения 2 и координат перемещения мишени с использованием системы для локального смещения центра тяжести пучка в точке расположения мишени и в любой момент ускорения, позволяющий опреде 2 лять поперечные размеры пучка, усредненные за много циклов ускорения с погрешностями измерения координат мишени и величин изменения интенсивности циркулирующего пучка. Изобретение относится к области ускорительной техники, в частности к способам определения поперечных размеров циркулирующего пучка заряженных частиц синхротрона в любой момент цикла ускорения.Известен способ определения поперечного размера пучка заряженных частиц в синхротронах, основанный на измерении продуктов ионизации остаточного газа исследуемым пучком 1).Недостатком этого способа является низкая точность при исследовании электронных пучков,Однако такой способ сложен, так как для измерения необходимо иметь дистанционно перемещаемые с фиксацией координат мишени в вертикальной и горизонтальной плоскостях и системы для локального смещения центров тяжести пучка в обеих плоскостях в местах установки мишеней.Целью изобретения является упрощение процесса измерения.Это достигается тем, что в локальной точке на орбите пучка возбуждают электромагнитное поле, обеспечивающее резонансное увеличение амплитуд бетатронных колебаний частиц, при этом измеряют интервал времени с момента начала резонансной раскачки пучка до начала его разрушения и интервал времени с момента начала разрушения пучка до момента его полного . разрушения, а по соотношению величин этих интервалов определяют поперечные размеры пучка.Способ позволяет использовать имеющиеся на синхротронах различные устройства резонансного разрушения пучка путем создания высокочастотного электромагнитного поля на орбите для определения частот бетатронных колебаний и тем самым упрощает какпроцесс измерения, так и созданиеоборудования, необходимого специально для определения поперечных размеров циркулирующего пучка. Преимуществом способа является также увеличение точности измерений вследствиеотсутствия усреднения результатов помногим циклам ускорения, так какспособ позволяет производить измерения в каждом отдельном цикле ускорения. Кроме того, отсутствует ограничение на размер пучка, что приводитк увеличению диапазона измерений,это существенно при измерениях науровне энергий инжекции, когда размеры пучка максимальны,На фиг.1 показаны схематически 15продольный разрез циркулирующего пучка с вакуумной камерой, графики используемых сигналов и приняты следующие обозначения: 1 - стенки вакуумнойкамеры или ближайшего к пучку препят Оствия; 2 - центр тяжести пучка, 3граничная линия поперечных размеровпучка, 4 - сигнал интенсивности резонансно разрушаемого пучка; 5 - сигнал интенсивности в случае отсутствияразрушения пучка (сигнал интенсивности показан только для одного циклаускорения), б - высокочастотный сигнал возмущающего электромагнитногополя, обеспечивающего резонансноеразрушение пучка;2 - расстояние отчастиц с максимальными амплитудамибетатронных колебаний до ближайшегопрепятствия в вакуумной камере; 22 -полуразмер пучка полувысота илиполуширина);5 - заранее известноерасстояние от центра тяжести пучкадо ближайшего препятствия; 7.1 в интервал времени начальной резонанснойраскачки пучка, т 2- интервал времени полного разрушения пучка. 40При резонансном увеличении амплитуд бетатронных колебаний частиц всинхротроне возникает равномерноепоперечное движение пучка к ближайшему пРепятствию в вакуумной камеРе.В этом случае имеет место следующиепропорциональности:2 2 ф 22. 1 2Из .этих пропорциональностей нетрудно определить поперечный полуразмерпучка, который равенТ 2 5.2 Г +Таким образом, определение поперечных размеров циркулирующего пучка синхротрона предлагаемым способом сводится к измерению двух интервалов времени в сигнале интенсивности резонансно разрушаемого пучка. Так как измерение интервалов времени с высокой точностью не представляет трудности, то способ может обеспечить определение размеров с минимальными погрешностями.Предлагаемый способ опробирован на электронном синхротроне на энергию б ГэВ, Результаты определения ширины пучка по всему циклу ускорения приведены на фиг.2 (кривая а изменение ширины пучка, определенное предлагаемым способом, кривая б то же, определенное известным способом). Полученные результаты определения ширины пучка обоими способами совпадают в пределах погрешности измерения размеров известным способом. При этом предлагаемым способом определена ширина пучка при энергиях инжекции, чтоне может быть измерено ни одним из известных способов,Использование предлагаемого едособа позволит упростить процесс и увеличить диапазон и точность определения поперечных размеров циркулирующего пучка синхротрона в каждом цикле ускорения и тем самым увеличить эффективность оптимальной настройки ускорителя.Формула изобретенияСпособ определения поперечныхразмеров циркулирующего пучка заряженных частиц, основанный на измерении изменения интенсивности пучка впроцессе его принудительного разрушения , о т л и ч а ю щ и й с я тем,что с целью упрощения процесса измерений, на орбите пучка возбуждаютэлектромагнитное поле, обеспечивающее резонансное увеличение амплитудыбетатронных колебаний частиц, приэтом измеряют интервал времени смомента начала резонансной раскачкипучка до начала его разрушения иинтервал времени с момента началаразрушения пучка до момента его полного разрушения, а по соотношениювеличин этих интервалов определяютпоперечные размеры пучка.ИстоЧники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Агорицас В, и др. Методы измерений параметров пучка. Труды Всесоюзного совещания по ускорителям заряженных частиц, М., "Наукаф, 1972,т.2, с.92.2. ОагеьЬогу йцс 1 еаг Рпуь 1 сь1.аЬогайогу апоа 1 Керогс Епд 1 апс 11970, с.б 9.