Источник электромагнитного излучения

.Мв 37 В,В.Ка й пластины у а топши ряет вы на 1 каждраже ниюицу ения, Гц Йо- частота из ь,- целое чис 1 - расстоянисм. стива меж ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР, ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Научно-исследовательский институт ядерной физики, электроники и автоматики при Томском ордена Октябрьской Революпии и ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте им. С.М.Кирова (53) 621.384.6 (088.8)(84) (57) ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОМАГНИТ НОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащий источник - . репятивистских заряженных частиц, на выходе которого на траектории пучка пе рпендикулярноей параллельно одна дрр гбй расположены монокристаппические,от нича юшийся тем, елью расширения диапазона изнучастот и повышения КПД источстины распопоженыодна"от друрасстоянии 1 удовлетворяющем нию2,4 ф 10 ".оО "Е876044 3 50 55 ч с(геЧдеГд,1Изобретение относится к области технической физики, к разделу источниковионизирующего излучения, создаваемыхиа базе ускорителей заряженных частиц, .и может найти применение в радиационнойфизике, материаповеде нии, радиационнойхимии и биологии, дпя диагностики качества матвриапов и обьектов.Известен источник электромагнитногоизлучения, выполненный в виде ондупятора,в котором длины всех магнитных секций,расположенных последовательно друг эадругом на пути пучка заряженных частиц,нв равны между собой. Такая конструкцияприводит к некоторому расширению спектра частот генерируемого излучения, таккак позволяет генерировать не монохроматическое излучение, а ондупяторноеизлучение сплошного спектра, Одюко,диапазон получаемых частот лежит в мяткой области и не позволяет получитьжесткое у -излучение.Наиболее близким техническим реше-, нием является источник апектромагнитногоизлучения, включающий источник релятивистских заряженных частиц и расположенные на пути пучка частиц две монокристаппические ппастины, параппепьныедруг другуфПпастины расположены вдаль направпения распространения пучка и ориентированы по отношению.к пучку так, чтоугол Ч между падающим пучком и поверхностью пластины меньше критического угла канапирования. Траектория частицпучка представляет собой кусочно-непрерывную пинию с периодом;ф Р /Ч, вследствие отражения от кристаллических пластин. При подходе частицы к атомнбйплоскости имеет место поверхностное каюпирование при отражении частиц от пс.верхности и релятивистская частица ( например, ноэитрон) буден вследствие аффекта Допплера излучать кванты с длинойволны - где у- Лорею-фактор0гчастицы,При Е0,1-1 ГэВ периодможет составить 0,1 см, а излучениележит в рентгеновском диапазоне, Приувеличении энергии спектр ужесточается,сдвигаясь в Г-диапазон. Такая системапредставляет собой некий электрическийондупятор на кристалле.Такое устройство,обладает рядом недостатков.Во-первых, необходимо обеспечитьхорошее состояние поверхности, так как ,трудно устранимая микронеоднородность поверхности приводит к нарушению законаповерхностного отражения и потере ин.тенсивности рассеиваемого пучка, а следовательно, к снижению КПД источника иизлучения,Во-вторых, необходимо испольэоватьпучки заряженных часйш с минимальнымпоперечными размерами, так как при поверхностном канапировании реализуетсяО условие скопыащего рассеяния. Так припоперечном размере пучка а= 10-2 смдпя позитронов с энергией Е10 МэВразмер эоны рассеяния составит величину Ьп 3(Ч 1 м, что делает данное15 устройство малореальным даже дпя рентгеновской области излучения.В-третьих, получение излучения ву-диапазоне требует решения еще болеесложных технических задач; поскольку в20 атом случае необходимо использоватьпучки частиц с энергией 0,1-1 ГэВ.Тогда эона рассеяния пучка позитроновс д"10 2 см на поверхности кристаллабудет составлять до нескольких метров,25 а изготовить совершенные кристаллы .такого размера практически невозможно.Цепь изобретения - расширение диапазона излучаемых частот и повышениеКПД источника.Цель достигается тем, что в извес 1ном источнике апектромагнитного излучения пластины расположены друг от другана равном расстоянии 1 удовлетворяющем выражению4 10 зд 12 фа толщина 1 каждой пластины удовлетворяет выражению, - расстояние между пластинамиСМ 45, На чертеже, схематично изображен предлагаемый источник.Пучок 1 релятивистских заряженных частиц направлен перпендикулярно к набо ру кристаллических пластин 2 под малым углом к кристанпографическим ппоскос тям. Пластины "установлены параллельно друг другу на равном расстоянии Малый угол раэориентации кристаппографических плоскостей (юпример (110 относительно падающего пучка определяется условием87604 3где ЕР - заряд ядер кристаппа;3 - межппоскостное расстояние, и составляет дпя кристаллов % и эпектронов с Е5 МэВ 0,3. Обеспечить такой утоп можно нзготовпением кристап-. пов с заданной мапой разориентацией кристаппографических ппоскостей относитепьно поверхности кристаппа0,05 д и использованием пучка заряженных частиц сзаданной мапой угповой расходимостью б . й 0,25 . Так, например, расходимость внутреннего эпектронного 1 МэВ пучка синхротрона Сириуссоставпяет 0,016 о; Топщина испопьэуэмых пластин 1 выбрана с репью. обеспечения однократного (зеркального) отражения пучка частиц от плоскостей под угпом Чф, равным углу падения пучка, что приводит к когерентному . моиохроматичному нзпучению от набора: пластин. При этом релятивистские части о цы будут испускать эпектромагнитное излучение с частотойС Яо=2 -фЬгде- Лоренц-фактор; 25С - скорость света. Если испопюовать кристаппические пластины с бопьшей топщиной, то падающий пучок может испытать многократное рассеяйие в ппастине и это приведет к ухудшению монохроматичности попучаемого изпучеиия и потере в интенсивнооти.изпучения. В отпичие от юбранного 4 4прототипа частота изпучення не зависит от угпа падения пучка, а зависит топько от расстояния Ь между пластинами.Поэтому в реализуемой геометрии источ" ника изпучения искпючается такой фактор как распыпивание зоны рассеяния дпя частиц высоких энергий, что позволяет испопьэовать пучки частиц упьтравысоких энергий и попучать излучение в широком диапазоне частиц; вппоть до у-диапазона. Расположение кристаппическнх пластин на равном или кратком расстоянии друг от другапозволяет получать изпучение высокой степени монохроматичности. Ис пользование в реапизуемом устройстве пучков частиц высокой энергии позвопяет также повысить КПД этого устройства, так как интенсивность излучения равна Э - - СЕ сусс-Ч и резко з,ви 1 3 2 + -13сит от Лоренц-факторе у.Испопыоиание данного изобретенияимеет по сравнению с прототипом спедующие преимущества: возможность расширения диапазона частот эпектромагнитного изпучения в сторону бопее жесткой обпасти; возможность попучения изпуче ння бопее высокой монохроматичности и интенсивности, что увепичивает КПД иоточника; исключает особые жесткие.требования к качеству и однородности поверхности кристаппических ппастин, что упрощает устройство и удешевпяет его изготовление и эксппуатацию.Составитепь Е. ГромовРедактор Л. Письман Техред М,Надь Корректор В, ГирнякЗаказ 6271/1Тираж 862 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР цо депам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 фипиал ППП Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4 Э