Способ определения параметров электронно-ионных колец

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветеиикСОцидииетичееиииРеспубиии(51) М. Кл. С 01 Т 1/29 Ъвуааретювый квмнтет СССР ав аеам вэойретвквй и вткрытвЯ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОННО-ИОННЫХ КОЛЕЦ 1Изобретение относится к ускори= тельной технике и предназначено для диагностики процесса накопления ионов в электронном кольце.В коллективном ускорителе ионов5 с электронными кольцами накопление ионов происходит за счет ионизации электронным ударом нейтралов, попавших в объем кольца из импульсной газовой струи, или при напуске газа в камеру натеканием. Образовавшиеся ионы удерживаются внутри кольца электрическим полем электронного кольца и ускоряются вместе с ним,Для настройки ускорителя и обработки результатов физических экспериментов необходимо оперативное измерение числа ионов и их среднего заряда, желательно в каждом цикле ускорителя, гоИзвестны способы измерения числа ионов по выходу вторичных продуктов ядерных реакцнй 11,ф 1,по еторныноэлектронной эмиссии 1,31 2Однако они имеют общий недостаток - ионный сгусток гибнет на изме . рительном устройстве и не может быть использован для физического экспе" римента.Известен способ измерения числа ионов без разрушения электронно-ионного кольца на основе регистрации тормозного излучения 41.Однако с его помощью невозможно определить заряд ионов, так как сечение излучения слабо зависит от экранировки кулоновского поля иона электронными оболочками.Наиболее близким к предлагаемому является способ определения паамет" ров электронно-ионных колец без их разрушения, включающий измерение интенсивности излучения электронно- ионного кольца и энергетического спектра. Определение полного числа ионов и их среднего заряда без разрушения электронно-ионного кольца производят по характеристическому943623 6ну можно регистрировать с помощьюфотоэлектронного умножителя (ФЗУ).Для работы с приведенными интенсивностями желательно в качестве аналиЭ зирующей аппаратуры, испольэоватьАЦП с малым "мертвым" временем налинии с мини-ЭВИ, что позволяет производить измерение параметров в каждом цикле ускорителя.10 Аналогичные расчеты для других тяжелых и средних элементов, ускоряев мых на коллективном ускорителе тяжелых ионов, показывают пригодностьданного способа.15 Способ диагностики электронноионных колец по обратному комптоновскому рассеянию отличается от способа, основанного на регистрации характеристического рентгеновского из2 В лучения. где Ч - объем электронного кольца,Измеряя интенсивность рассеянного излучения по формуле (4), легкоопределить и, Ч - полное число ионо4в электронном кольце, зная остальные параметры, входящие в формулу,в настоящее время они .с помощьюразличных способов и систем измеряются. Измеряя энергетический спектррассеянных Фотонов и определяя егосдвиг сравнением с рассчитанным поформуле (1), можно определять средний заряд ионов.В качестве примера приведен расчетинтенсивности рассеянных фотонови величины сдвига их спектра дляизвестного коллективного ускорителя 2 Зтяжелых ионов,Например, возьмем накоплениеионов ксенона в электронные кольца.Для ксенонасечение ионизации К.оболочки имеет значение б= 5 10 см эрПараметры колец ускорителя слеДующие Я -.1, 1 О И,-05 0, Е 10%в61=Чсм макс "-18 Мв иФц кРЕ формула изобретения=30 Квв) Возьмем для примера время измерения С = 200 мкс, Ь = 0,1 см и, учи" тывая изотропность характеристического излучения, по формуле (4) получим 1 Е) 510 6.Интенсивность уменьшается геометрией измерений и коллимацией в соответствии с "мертвым" временем анализирующей аппаратуры. Для ионов ксенона с зарядом 1 = 30 величина сдвига спектра КХ-лучей равна 200 эв, соответственно для рассеянных-квантов по формуле получим значение сдвига Е = 120 кэВ. Зту величи 5чения электронно-ионного кольцаза время Ф :3Е) "йег 1 е И е /И 16 ( 1) х хЕ ИЕ)о)3 1-со 59,7-О-ь)уй И Способ определения параметровэлектронно-ионных колец без их разрушения, включающий измерение интенсивности излучения электронно-ионного кольца и энергетического спектра,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения разрешающей способности измерений и определения средне"го заряда ионов, регистрируют интенсивность и спектр гамма-лучей, возникающих при обратном комптоновскомрассеянии характеристического рентгеновского излучения ионов на элект"ронах кольца,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Векслер В,И, и дрОИЯИ,Р 9-3540-2, Дубна, 1968.2, Долбилов Г,В, и др, ОИЯИ,Р 9 - 11191, Дубна, 1978,3. Энгель А. Ионизованные газы,И., 1959, с. 98.Инкин В.Ж. и др. ОИЯИ, Р 912940, Дубна, 1980,5. Зиберт Х.У. и др. ОИЯИ, Р 9 .9366, Дубна, 1975 (прототип 1.