Способ изменения спектральноц плотности синхротронного излучения заряженных частиц

(51) М.Кл з Н 05 Н 13/О 2) Заявлено 10.07.79 (21) 2793437/18 соединением заявки Государственныи комите 3) Приоритет по делам изобретений) Опубликовано 23.01,82, Бюллетень3 ) Дата опубликования описания 23.01,82 3) УДК 621,384.6(54) СПОСОБ ИЗМЕНЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТ СИНХРОТРОННОГО ИЗЛУЧЕН ЗАРЯЖЕН Н ЪХ ЧАСТИ Цся обеспечеспектральной онного излуих равновесз з ) Изобретение относится к физике высоких энергий и может быть использовано в ускорительной технике и радиационной физике.Известно, что движение заряженных частиц в циклических ускорителях и накопителях сопровождается синхротронным излучением (СИ). СИ ускоренных электронных сгустков находит свое применение в широком классе задач, требующих использования потоков фотонов. Для ряда задач необходимо в ходе проведения работ изменять спектральный состав используемого потока фотонов, т. е. изменять относительное содержание излучаемой мощности, приходящейся на различные спектральные интервалы 11.Известен способ изменения спектральной плотности мощности СИ, основанный на изменении энергии излучающих заряженных частиц в циклическом ускорителе или накопителе 21. В этом способе изменение энергии онтосительно,ирсходной на выбранную опреденную величину сопровождается соответствующим изменением спектра мощности СИ для всех частот излучения.Изменение относительного содержания излучаемой мощности в спектре СИ одноначно связано с величинои вариации энерии заряженных частиц в то время, когда могут потребоваться потоки СИ с другим их относительным содержанием, Кроме того, энергия заряженных частиц в цикличе.ских ускорителях и накопительных кольцах может быть изменена лишь в некотором ограниченном интервале.Целью изобретения являетние плавной регулировкиплотности мощности синхротр10 чения частиц без измененияной энергии,Это достигается тем, что в известномспособе изменения спектральной плотности синхротронного излучения заряженных час- Ы, тиц, основанном на изменении энергии излучающих заряженнь.х частиц, на заряженные частицы воздействуют высокочастотным элекпромагнитным полерм, амплитуду которото изменяют случайным образом с 20 гауооовым законом плотности ее распрЕделения, причем связь между результиррующим рспектром излучаемой мощности синхротронного,излучения (р(в) ) и дисперсией о распределения амрплигуд высокочастотного поля ирмеет вид е.р(щ = . -агеррея)ЕрЛ30 сгде а = С 1 юЧЯ 1 ГаЛ)(а) - опвкпральная плотность мащности синхротронного излучения в случае отсутствия высокочастотного возмущения, в - частота излучения, С - скорость света в вакууме, Я, У и в, - равновесный радиус, равновесная энергия и частота обращения заряженных частиц, 1, - заряд частиц, Й - частота вынужденных колебаний заряженных частиц.На чертеже изображено устройство для реализации предлагаемого способа.Устройство состоит из генератора 1 сверхвысокочастотных (СВЧ) колебаний модулятора 2 этих колебаний, связанного с генератором 3 шум,а, СВЧ-устройства 4 с продольным электрическим полем, установленного в месте, где касательная 5 к равновесной траектории заряженных частиц направлена на приемник СИ 6. В качестве СВЧ-устройства с продольным электрическим полем используется отрезок круглого волновода с типом колебаний Е, либо замедляющей системы (диафрагиированный волновод, спираль), Модулятором СВЧ колебаний может служить модулятор на р - -д диодах. В связи с тем, что в качестве модулирующего сигнала используется шумовое напряжение с гауссовым распределением, в устройство 4 подаются СВЧ-колебания с амплитудой, изменяющейся случайным образом. При линейном рсжиме работы модулятора 2 характер изменения амплитуды также будет гауссовым.Заряженные частицы, например электроны, пролетая вдоль оси устройства 4, взаимодействуют с СВЧ электрическим полем, в результате чего они совершают продольные колебания с частотой й,1(1 1 е ф)где- частота колебаний от генератора 1, Гц;1, - скорость электронов, м/с;У - фазовая скорость структуры СВЧустройства 4, м/с.Величина размаха осцилляций электронов связана с амплитудой СВЧ поля линейной зависимостью и поэтому является случайной величиной с гауссовым распределен,ием,Использование этого способа изменения спектральной плотности мощноспи синхротронного излучения наиболее эффективно в случаях, когда в циклическом ускорителе электроны имеют максимально возможную энергию. Применение этого способа позволяет расширить спектр излучения в сторону более высоких частот излученияИзобретение наиболее эффективно приэталонировании и проведении работ, в ходе выполнения которых необходимо изменять спектральный состав излучаемого потока фотонов.1 О Формула изобретенияСпособ изменения спектральной плотности синхротронного излучения заряженных частиц, основанный на изменении энер гии излучающих заряженных частицв циклических ускорителях или накопителях, отличающийся тем, что, с целью обеспечения плавной регулировки опектральной плопноспи мощности синхрю тронного излучения частиц без измененияих равновесной энергии, на заряженные частицы воздействуют высокочастотным электромагнитным полем, амплитуду которого изменяют случайным образом с гауссо вым законом плотности ее распределения,причем связь между результирующим опектром;излучаемой мошности синхротровного,излучения (р(ю) )и дисперсией и распределения амплитуды высокочастотзо ного поля.имеет вид(;(в);:= -- Дг, (гю 1 ех о дх,Э 35 о где а = О- (ЛУа,й) р, (о) - спек.тральная плотность мощности синхронного излучения в случае отсутствия высокочастотного возмущения, о - частота излучения, С - скорость света в вакууме Р, Ж и в, - равновесный радиус, равновесная энергия и частота обращения заряженных частиц, /о - заряд частиц, О - 45частота вынужденных колебаний заряженных частиц.Источники информация, принятые вовнимание при экспертизе:501. Соколов А. А., Тернев И. М, Релятивистский электрон. Наука, М 1974,2, Кулипанов Г. Н., Скринский А, Н,Использование синхротронного излучения: 55 состояние и перспективы, Релятивистский электрон, УФН 122,3, 369, 1977.805931 Техред А, Камышников едактор И. Корректор С. фа олис Тип, Харьк. Патент Заказ 24/39НПО Поиск Изд. 3 Ж 102 Тираж 855 Подписноесударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5