Кольцевой электромагнит для ускорителя заряженных частиц

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 091 ОИ 1)4 Н 05 Н 13/О РЕТЕНИ АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТ олю нияпове сти г б ты во входе вые у выхотного де п 1 а м оказательоля в блок с кривизны ори блока;магнитного блпромежутка ммнради внут длин дли бло ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ И(56) Брук Г. Циклические ускорители заряженных частиц. - М Атомиздат, 1970.Коломенский А.А., Лебедев А,Н, Теория циклических ускорит ел ей. М.: Физматгиз, 1962, с289-298(54)(57) КОЛЬЦЕВОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТ ДЛЯ УСКОРИТЕЛЯ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ, содержащий одинаковые поворотно - фокусирующие магнитные блоки с межполюсным зазором, возрастающим по радиусу, . о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения числа ускоряемых частиц и уменьшения энергоемкости магнита ускорителя за счет уменьшеого зазора, торцовыеагнитных блоков повернуормалей к орбите на еее из блока на одинакоудовлетворяющие усло34 30 Изобретение относится к устройствам для ускорения или накоплениязаряженных частиц (электронов, ионов),Известен кольцевой электромагнитдля ускорителя заряженных частиц с 5кольцевым электромагнитом, состоящийиз ряда Я одинаковых магнитных периодов, в каждом из которых осуществляются поворот частиц вокруг вертикальной оси г ускорителя и сильная фокусировка по радиусу т и вертикалипеременным градиентом,Недостатком ускорителя являетсясравнительно малое число накапливаемых частиц, что определяется изменением частот бетатронных колебанийпо радиусу и вертикали поля объемного заряда, В таком ускорителе частоты вертикальных Сг и радиальныхОбетатронных колебаний имеют близкие значения; Я = Цг.Наиболее близким к изобретениюгтехническим решением является кольцевой электромагнит заряженных частиц, в котором используются одинаковые поворотно-фокусирующие секции смежполюсным зазором, возрастающимпо радиусу. Недостатком такого электромагнита является относительно малое число ускоряемых частиц, чтообусловлено влиянием пространственного заряда ускоряемого пучка начастоту.бетатронных колебаний.Вместе с тем ввиду примерного равенства частот вертикальных и радиальных бетатронных колебаний великмежполюсной зазор магнита, что приводит к большим энергозатратам наполучение рабочего магнитного поля,Целью изобретения является увеличение числа ускоряемых частиц иуменьшение энергоемкости магнитаускорителя за счет уменьшения межполюсного зазора.Цель достигается тем, что в кольцевом электромагните для ускорителязаряженных частиц, состоящем из оди.наковых поворотно-фокусирующих магнитных блоков с межполюсным зазором,возрастающим по радиусу, тоРцовыеповерхности магнитных блоков повернуты вокруг бинормалей к орбите наее входе и выходе из блока на одинаковые углы 6 , удовлетворяющие условию55 О 7 2( сок ( - ГЙ) . - Гп 5н ( - Гп 1(1гр Р п где п 1 - показатель спада магнитного поля в блоке;- радиус кривизны орбитывнутри бл(ка;ш - длина маг;итного блока;1 - длина промежутка междублоками.На фиг. схематично изображен один из Н одинаковых магнитных блоков ускорителя в разрезе; на фиг, - разрез А-А на фиг.1.Электромагнит состоит из железного магнитопровода с полюсами 1 гипер" болического профиля (в плоскости ю) и,обмотки 2 возбуждения, симметричных относительно медианной плоскости г = О, Боковые поверхности 3 полюсов 1 ограничены цилиндрами, коаксиальными с осью накопителя. Торцо/ вые поверхности 4 полюсов 1 (см, фиг, 2) также цилиндрические, антиаимметрично наклонены к плоскостям, нормальным к равновесной орбите с продольной осью Я в точках ее входа и выхода из магнитных блоков, так что проекция полюсов в медианной плоскости г = О имеет вид криволинейного параллелограмма. Описанные блоки равномерно расставлены по кольцу накопителя.Кольцевой электромагнит работает следующим образом.Создаваемое током в обмотках 2магнитное поле между полюсами 1 имее градиент, одинаковый во всех блоках, что обеспечивает необходимый для накопления ленточного пучка 5 спад среднего поля по радиусу г и фокусировку по вертикали г и создает дефокусирующую силу по г. Краевые поля на антисимметричных торцовых поверх- ностях 4 дают поочередную краевую фокусировку и дефокусировку по г и г. В результате при определенном выборе градиента и угла 6 наклона торцов получается слабая фокусировка по т и сильная по г в широком пространстве междуповерхностями 3, характеризуемая сильным различием частот бетатронных колебаний, например 6 /6-ПО.Относительно малая величина межполюсного зазора приводит к тому, что в большей части зазора магнитное поле зависит только от двух координат ( г, г), что облегчает расчет1134 О 7 Реда Заказ 4342/1 ТиражВНИИПИ Государственнпо делам иэобретени113035, Москва, Ж65 Подписиго комитета СССР открытииушская наб., д, 4 город, ул, Проектная,оизводственно-полиграфическое предприят С,Титова Техред ВКадар Корректор В.Бутяга