Способ получения равномерного вторичногоизлучения b циклических ускорителяхзаряженных частиц

Сфеэ Советскнк Социалистически и РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВ ЕТИЛЬСТВУ(22) Заявлено 020677. (21) 2492467/18-25с присоединением заявкм Ио -(5)М. Кл.ф Н 05 Н 13/00 Государствеииый комитет СССР по дедам изобретеиий и открытий.6(088.8) Дата опубликования опмсанмя 070881(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАВНОМЕРНОГО Вй)РИЧИОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ЦИКЛИЧЕСКИХ УСКОРИТЕЛЯХ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ1Изобретение относится к ускорительной технике, в частности к способам получения равномерного вторичного излучения в циклических ускори-. телях с жесткой фокусировкой.Известные способы получения равномерного во времени вторичного излучения в циклических ускорителях основаны либо на поперечном введении самой мишени в первичный. ускоренный пучок заряженных частиц, либо иа радиальном(или вертикальном, т.е, однонаправленном) наведении первичного пучка на внутреннюв неподвижнув мищень с использованием смещающего 15 пучок электромагнитного поля 2 .Способ, основанный на радиальном наведении пучка на неподвижную мишень с использованием смещающего электромагнитного поля, позволяет 29 получать равномерное вторичное излучение с постоянной трассой вторичных частиц и при малых значениях длительности циклов ускорения Г 2.Недостатком этого способа явля ется сложность подбора закона радиального наведения пучка н невысокая степень получаемой равномерности вторичного излучения, обусловленная одновременностью (в течение од 2його оборота пучка) сбрасывания частиц всех амплитуд и фаз вертикальаыи бетатроииых колебаний, имеющих одинаковое радиальное отклонение в 1 очке расположения мищенн.Цель изобретения - упрощение подбора закона радиального наведения и увеличение степени равномерности вторичного излучения.Предпагаеияй способ характеризуется тем, что в процессе радиального наведения вертикальную координату центра тяжести первичного пучка поддерживают постоянно смещенной от края мюени на величину, пропорциональную минимальной амплитуде вертикальных бетатронных колебаний частиц, при этом градиент магнитного поля изменяют таким образом, чтобы обратная величина дробной части числа вертикальных колебаний приобрела максимально допустимое значение для данного ускорителя,Предлагаемый способ фактически обеспечивает возможность сепарации ускоряемых частиц по фазам вертикальных бетатронных колебаний, поскольку в этом случае частицы с одной н той же амплитудой вертикальных колебаний, но с раэнымн фазами по67008 Ь Формула изобретения отношению к точке расположения мишени, провзаимодействуют с мишеньюв разные моменты времени. Отклоненияускоряемых частиц от медианной плоскости в заданной вертйкальной плоскости р по азимуту орбиты ускорителя в течение короткого промежутка 5времени (в течение десятков оборотовпучка)можно представить в видеок)х (Б )+А"Ь соь)2 Вмьй +адогде Х(3 К) - величина отклонениячастицы в заданной вертикальной плоскости бе,Е,(50 ) - величина смещения центра тяжести пучка отмедианной плоскости",А и с 6 - соответственно амплитуда и начальная Фазавертикальных бетатронных колебаний частицы;б - коэффициент, определяемый конкретной магнит"ной структурой ускорителя с жесткой Фокусировкой;к - номер оборота пучка с 25момента взаимодействия .первой частицы, имеющейзаданное радиальное отклонение в точке расположения мишени; ЗО7 -Хгде 0 - число вертикальных бетаМтроннцх колебаний на обороте пучка;щ - ближайшее к значению 0 33целое число;Ь О - дробная часть числа вертикальных бетатронных колебаний,В случае вертикального смещенияцентра тяжести пучка от края мишенина величину,ЬЕпропорциональнуюЬМ, (минимальной амплитуде вертикальных бетатронных колебаний), всоотношенииь=л .Ь соь(й ьв ),45 нетрудно убедиться, что при этом частицы всех амплитуд вертикальных колебаний, имеющих одинаковое радиальное отклонение и точке расположения мишени провзаимодействуют с мишенью уже не в течение одного оборота, а в течение к оборотов пучка, где к = 1/ЬО. Это очевидно, так как частицы всех Фаэ вертикальник колебаний в диапазоне от нуля до 2 В провзаимодействуют с мишенью только при достижении условия2 ь к Ь О + с:6 = 2 Ть + Сф откуда следует, что к = 1/ЬЦ , поэтому, чем больше количество оборотов пучка, в течение которых взаимодействуют частицы всех Фаз верти, кальных колебаний, тем больше возможности временной сепарации частиц и облегчения подбора закона радиального наведения, обеспечивающего более высокую степень равномерностивторичного излучения. Однако величина к1/ Ь 9 ограничивается максимально допустимым значением для данного ускорителя, обусловливаемым допусками на появление нежелательныхявлений (резонансы, устойчивостьдвижения пучка и т.д.).Способ не предопределяет необходимости разработки и изготовленияспециальных устройств, так как позволяет испольэовать обычно имеющиеся на ускорителях средства для локального смещения центра тяжести пучка и мишеней в вертикальной плоскости,а также средства для регулированияградиента магнитного поля, и тем самВл упрощает вопросы создания необходимого оборудования для осуществления способа.Предлагаемый способ получения равномерного вторичного излучения былопробован на электронном синхротронес жесткой Фокусировкой на энергию6 Гэв.На фиг. 1 приведена временная зависимость интенсивности (кривая "б")вторичного излучения при обычномрадиальном наведении пучка беэ особого подбора закона радиальногонаведения и временная зависимостьуправляющего тока устройства длярадиального наведения пучка (кривая8 ) на фиГе 2 та же зависимостьинтенсивности (кривая "в") при томже законе радиального наведения, иос выполнением требований по предло"женному способу,Использование предлагаемого способа позволит упростить процесс подбора закона радиального наведения пучка на мкаени и увеличить степень временной равномерности вторичного излучения, и тем самым повысить эфФективиость работы циклических ускорителей с жесткой Фокусировкой. Способ получения равномерного вторичного излучения в циклических ускорителях заряженных частиц с жесткой Фокусировкой, основанный на наведении первичного пучка на внутреннюю мишень с использованием смещаю- щего пучок электромагнитного поля, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения подбора закона радиального наведения и увеличения степени равномерности вторичного излучения, в процессе радиального наведения вертикальную координату центра тяжести первичного пучка поддерживают постоянно смещенной от края мишени на величину, пропорциональную минимальной амплитуде вертикальных670086 бетатронных колебаний частиц, и при этом градиент магнитного поля изменяют так, чтобы обратная величина дробной части числа вертикальных колеба. ний приобрела максимально допустимое значение для данного ускорителя. Составитель Е. Иедведеведактор Т, Шагова Техред Н. Еелувак Корректер И, Шарови Эака Подписноевенного комитета СССРретений и открытий5, Раушская иаб., д. 4/ филиал ППП "Патент", г. Уагород, ул, Проектная, 4 858/46 Тираа 889 ВНИИПИ Государс по делам изо 113035, Москва, Е Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. й, 1, Ачег 111, Инс 1, 5 с,ч, й 5-12, 9 3, р.889, 1965. 2. ОагевЬцгу Мцс 1 еаг Рпуз 1 са ЕаЬогасогу Аппца 1, Керогаз, р. 61, 1969.