Квадрупольная линза на постоянных магнитах

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистицесеа Республик(51) М. Кл.- Н 05 Н 704 п исоедине аявки-Государственный наин СССР оо делам нзобрвтвн н открытнйДата опубликования описания 03.11.7(54) КВАДРУПОЛЬНАЯ ЛИНЗА НА ПОСТОЯННЫХ МАГНИТАХВ(г,р) магнитного поля асти апертурного простр технике фокупучков ускои может быть х устройствах, юших каналах же в ионопротение отно и транспор ряженных ано в фокужестко-ф ускорителе тся ровк Изобр сировки ренных. 3 использов например линейных водах. частицируюшокусири,ата льная линза, содер. ярмо и магнитотверсков прямоугольного го техническойявляется линза намагниченные альному сечению к стержни, установ итного держателя на одинаковых равномерно по дрическое магнито ое на держатель1 ЕР- ругпа- ас- зи- яг- наЦель изобрстс нейности магнитн ние толщины ярм са квадрупольной ние и регулировка нитного поля. Поставлен 1 га я в ячейках лсржатсИ 51 --. 1. ИС 1 С П С.И - ГО ПОЛЯ ЛИИЗЦ, УСН)ИИС. Внешнс) ) Диа.чс1 и 11) линзы, а также увсличсвеличины гг;)лис)таа 20 ужи 12 Однако эта линза обладает тем недом, что разложения компонент Вт (г,ЦЛЬ ЛОС И 11 СЗЯ УС Ч 1) иеК) гс )1, .1 = Известна квадрупо жацая магнитомягкое дые полюса в виде бр сечения 11. Наиболее близкой ности к предлагаемой держащая однородно пендикулярно диаметр лые цилиндрические ные в ячейках немагн раллельно оси линзы,стояниях от этой оси муту, а также цилин кое ярмо, насаживаем(г,)р,2) ь срслнсианства в рялыВ) (г,ч) = Ь а- к ) 5).%к 3)чЪ у(г,ч) = Е а )Со 5(4)+41)дег радиус, отсчитцвасцйОсизы,р - полярный у)ол, 1)т 1: гьи,:с,ь .:олной из мслианицх пл 1)ск 1)стси,) 1 зц,солсржат Исаи)сйнцс и г гири Ссчлены, например, соотвстс 1) ки 1,3: т. с. Ипсстую, десятую. с)цр )1 и ,и т. д. Гамоники. Дрмго 1 Сл)Ст 1 И)1 ссс.тоит в нсоохоли мости замы к 11 я 1:11 ипотоков, создаваемых полюса О и сиОг 1,но толстым ярмом, что увелИчииаст внешний диаметр и вес линзы.693549 Градиент фокусирующего магнитного поля можно сделать регулируемым путем поворота одного ряда стержней (или одной группы рядов) относительно другого (или другой группы рядов) на определенный угол. 45 Максимальный градиент имеет место при совпадении по направлению магнитных потоков внутреннего и внешнего рядов стержней, а при угле относительного поворота этих рядов, равно О, градиент вычисляется по формуле енты полеи, создаваерядом.озможна регулировка до б -бгсеяния магнитного полюсами известной квадгде 6 и б 2 - гради мых отдельно каждыВ такой линзе вградиента от Ъ + СгКоэффициент 8 ра тока, создаваемого по= 1, 2, 3) стержней, а вектор намагниченности каждого стержня составляет с полярной осью, наклоненной под 45 к медианной оси, угол в три раза больший полярного угла центра сечения этого стержня, кроме того в держателе может быть установлено два или более рядов стержней, причем в линзе установлено устройство, позволяющее смещать в азимутальном направлении один ряд или группу рядов стержней относительно другого ряда или группы рядов стержней.На фиг. 1 изображено сечение двенадцатистержневой квадругольной линзы, а на фи;. 2 сечение двухрядной линзы. 1 надрупольная линза, у которой уничожены, например, шестая и десятая гармоники фокусирующего магнитного поля, содержит двенадцать стержней 1, держатель 2 и ярмо 3. Полярная ось ОХ проходит посередине между двумя соседними стержнями. Однако ось ОХ может проходить и через центр стержня. Магнитные свойства линз в этих двух случаях идентичны,Материалом стержней служит анизотропный сплав, например ЯгпСо 5, имеющий малое (10 - 20%) изменение намагниченности на участке размагничивания предельной петли гистерезиса в пределах изменения напряженности мапитного поля от нуля до ксгэрцитивной силы по индукции. Градиент фокусирующего магнитного поля может быть увеличен в случае, если его величина недостаточна, путем установки в держателе 2 дополнительного ряда стержней 4. В такой линзе градиент магнитного фокусирующего поля равен сумме градиентов полей, создаваемых отдельно каждым рядом стержней. Количество дополнительных рядов может быть более одного, а количество стержней в каждом из них должно быть не меньше количества стержней основного ряда. рупольной линзы, определяемый как отношение 3 =,ЯЭгде ар (полный поток) - поток сквозь нейНтральное сечениеполюса,5Ф (полезный поток) - та часть потока Фнкоторая уходит вапертуру линзы,не меньше четырех, так что полезныйпоток составляет менее 25% полного.В предлагаемой квадрупольной линзе при50 количестве стержней больше восьми в отсутствие ярма полезный магнитный потокиндукции сквозь медианную плоскость в пределах радиуса апертуры не менее, чем в четыре раза больше рассеянного потока сквозьту же плоскость, так что, с одной стороны,предлагаемая линза существенно эффективнее использует создаваемый стержнями магнитный поток, а с другой стороны, она имеет малый поток рассеяния, и поэтому ярмоможно не применять.2 о Градиент бс предлагаемой линзы, содержащей не менее одного ряда с одинаковыми равным Ир количеством стержней в каждом из них, при условии, что смежные стержни одного и того же ряда, а также соседних рядов касаются друг друга, выражается формулой(4 - 1 Е- 2 ЯЙ 9 Ып рЕО где а - радиус апертуры,дА - внешний диаметр линзы.50 В линзе с полюсами в виде брусков градиент бБ определяется выражениемисаакБ М М,На фй Вя агде 2 й и- коэффициенты ослабления магни 35 тодвижущей силы и рассеяниямагнитного потока, соответственно;Н - напряженность магнитного поля, соответствующая точка накривой размагничивания с мак 4 Осимальным энергетическим произведением;Вя - рабочее значение индукции вярме;1 - длина полюсного наконечникавдоль оси симметрии его сечения.Из анализа этих выражений вытекает,что бс)б при условии1 яЛ 8 уаг в т3 Г(У,НД ВянрНапример, в случае, если В=18 1 О Г иприменен сплав ЬгпСо 5 с параметрами 4 л 1== 9 10 Гс,р,Н 1=4,5 10, предлагаемая линза даст большую величину градиента независимо от количества стержней в ряду при55 условии д(10 а, поскольку на практикехорошо выполняются неравенства Ж )1,5 и6)4, а при соотношении, например, фд=4получим ф-)2,5.Б1. Квадрупольная линза на постоянных магнитах, содержащая однородно намагниченные перпендикулярно диаметральному сечению круглые цилиндрические стержни из магнитотвердого материала, установленные в ячейках немагнитного держателя параллельно оси линзы, на одинаковых расстояниях от этой оси, равномерно по азимуту, а также цилиндрическое магнитомягкое ярмо, насаживаемое на держатель снаружи, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения нелинейности магнитного поля линзы, а также уменьшения толщины ярма, внешнего диаметра и веса квадрупольной линзы, в ячейках держателя установлено 4 + 4 гп (гп=1,2,3) стержней, а вектор намагниченности каждого стержня составляет с полярной осью, наклоненной под 45 к медианной оси, утол в три раза больший полярного угла центра сечения этого стержня.2. Линза по п. 1, отличающаяся тем, что с целью увеличения градиента магнитного поля, в держателе установлено два или более рядов стержней.3. Линза по п. 2, отличающаяся тем, что с целью регулировки величины градиента магнитного поля, в линзе установлено устройствотпозволяющее смещать в азимутальном направлении один ряд или группу рядов стержней относительно другого ряда или группы рядов стержней. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Мурин Б, П. и др. О возможности применения квадруполей, с постоянными магнитами в линейных ускорителях изотопов на высокие энергии, ПТЭ,2, 1976, ть 2. Еддаг О. ВисЬ"Регмапеп( авиагпроо мазепе(з. Ргосееспауз о 1 йе 1976 рго 1 оп 1 п 1 аг ассеега 1 ог соп(егепсе, Яер(емвег 14 2 е 1 о 17, 1976, СЬак КУег, Оп 1 аго, Момемвег, 1976, р. 363 - 368.1ФИГ. 2.ЦН И И П И Заказ 6312/24 Тираж 944 Подиисиоо филиал ППП Патеитэ, г. Ужгород, уа. Проектная,