Магнитная линза квадрупольного типа

(9) 111) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ 51) 4 Н 05 Н 7/04 ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 204/245.86 юл, У 28нян088.8)Транспорт вка ых частиц. с, 108-1 экого сове-291,яженных ча 979, с. 28 эработке устроистаряженных частицтемах транспортирй протяженности.вляется повышение эовано при ра фокусировки з ускки телях и с чков боль лью очизобретеии 2 фиг, Ф(56) Бенфорд Апучков заряженАтомиэдат, 197Труды Всесорителям зао ВИНИТИ,54) ИАГНИТНАЯ ЛИНЗА КВАДРУПОЛЬНОГОИПА57) Изобретение относится к ускори -ельной технике и может быть испольсти фокусировки заряженных част в линзе путем устранения влияниякраевых эффектов, Цель достигаетсятем, что расположенные в четырехсекторах линзы проводники 2 периодически изогнуты вдоль оси линзы ирасположены в плоскостях, проходящих через ось линзы. Подключениепроводников 2 к источникам питанияв совокупности со сдвигом их вдольоси линзы на половину периода изгиба, а также наличие встречно включенных проводников 3, имеющих прямолинейную форму, обеспечивает обращение в ноль постоянной вдоль осилинзы составляющей суммарного магнитного поля и появление поперечнойсоставляющей суммарного магнитногополя, имеющей квадрупольную структуру. Это обеспечивает жесткую энакопеременную фокусировку заряженныхчастиц по всей осевой протяженностилинзы. 3 зп, ф-лы, 9 ил.3 1497773Изобретение относится к ускорительной технике, и может быть использовано при разработке устройствФокусировки заряженных частиц вускорителях и системах транспортировки пучков большой протяженности,Цель изобретения - повышениеточности Фокусировки заряженных частиц в магнитной линзе путем устранения влияния краевых зффектов,На Фиг,1 изображена схема предлагаемой магнитной линзы с однойгруппой периодически изогнутых проводников в каждом из секторов; на 15Фиг2 - поперечное сечение А-А нафиг.1; на фиг.З - поперечное сечение В-В на Фиг.1; на Фиг.4 - схемамагнитной линзы с прямолинейными проводниками в каждом из секторов; на 20Фиг.5 - поперечное сечение А, - А.на Фиг,4; на Фиг.6 - поперечноесечение В- В на фиг.4; на фиг.7схема магнитной линзы с двумя группами периодически изогнутых проводников в каждом иэ секторов; на фиг,8 -поперечное сечение А - А на фиг.7;на фиг.9 - поперечное сечение В - В 1на фиг.7.Магнитная линза содержит цилиндр 301, охватывающий рабочую область линзы, снаружи которого в каждом иэ секторов расположены периодически изогнутые проводники 2, подключенные к.источникам питания, и прямолинейныепроводники 3, также расположенные вкаждом из секторов.На всех фигурах изображен наиболее простой схематический вариантвыполнения магнитной линзы с числом 40проводников не более двух в каждомиэ секторов, но в реальных конструкциях магнитной линзы число изогнутыхи прямолинейных проводников, расположенных в каждом из четырех секторов, может быть увеличено.На всех поперечных сечениях магнитной линзы (фиг.2, фиг.З, фиг.5,Фиг,6, Фиг.8 и Фиг.9) крестом (+) и точкой () обозначено направление тока50в проводниках. Длина периода изгибапроводников во всех вариантах выполнения магнитной линзы должна бытьбольше диаметра цилиндра, чтобыуменьшить гашение поля, создаваемого55данным участком проводника, полямиблизлежащих участков с обратными направлениями токов. Например, при диаметре цилиндра, равном 0,06 и, и длине периода изгиба, равной 0,1 м,уменьшение Фокусирующего поля противоположно направленным полем соседнего участка будет порядка 10/, Максимальные расстояния от оси периодически изогнутых проводников илиглубину изгиба во всех вариантах выполнения магнитной линзы выбираютиз условия, чтобы вклад в магнитноеполе от удаленных участков был минимален, Например, при диаметре цилиндра, равном 0,06 м, длине периода,равной 0,1 м, и расстоянии до удаленных от оси участков, равном 0,06 м,уменьшение амплитуды фокусирующегополя полем удаленных участков будетпорядка 10 .Магнитная линза работает следующим образом,Включают источники 4 питания ипучок заряженных частиц вводят в маг.нитную линзу, В первом варианте выполнения магнитной линзы (Фиг.1)поля, создаваемые проводниками стоком в двух противоположных секторах, фокусируют пучок заряженныхчастиц в одном направлении и дефокусируют в другом, а поля создаваемыепроводниками иэ двух других секторов,дефокусируют пучок заряженных частицв первом направлении и фокусируютво втором. Пучок заряженных частицпроходит через чередующиеся участки,где сильнее поле от проводников топервой пары секторов, то второй,чем и достигается жесткая фокусиров"ка пучка заряженных частиц магнитнойлинзой квадрупольного типа. Во втором варианте выполнения магнитной линзы фиг.4) поле, созда" ваемое изогнутой обмоткой, фокусирует пучок заряженных частиц в одном направлении и дефокусирует в другом, а поле, создаваемое прямолинейной обмоткой, дефокусирует пучок заряженных частиц в первом и фокусирует во втором направлениях эа счет встречного включения этих обмоток в каждом из секторов. При этом ток в изогнутой обмотке в два раза больше тока в прямолинейной обмотке. В результате на участках сближения обмоток преобладает поле, создаваемое изогнутой обмоткой, т,е. фокусировка в одном направлении, а на участках удаления обмоток фокусировка в противоположном направлении, т,е, в ито 5 14ге также имеет место жесткая фокусировка квадрупольного типа,В третьем варианте выполнениямагнитной линзы (фиг.7) поле однойизогнутой обмотки фокусирует пучокзаряженных частиц в одном направлении и дефокусирует в другом, а полесдвинутой на половину периода изогнутой обмотки в этом же секторе дефокусирует пучок заряженных частицв первом и фокусирует во второмнаправлениях. При этом вдоль осилинзы создаются чередующиеся участки, где сильнее то поле первой обмотки, то поле второй, Наличие такихчередующихся участков обеспечиваетсятем, что вблизи участков, где проводники первой обмотки удалены отоси, сильнее поле второй обмотки,а в соседних с ними участках, гдеудалены проводники второй обмотки,сильнее поле первой обмотки. В резельтате (также как и в двух первыхслучаях) обеспечивается жесткая фокусировка пучка заряженных частицмагнитной линзой квадрупольного типаВ предлагаемой магнитной линзеквадрупольного типа (в отличие отпрототипа) отсутствуют соединительныеучастки обмотки, которые ориентированы в азимутальном направлении,т,еперпендикулярно проходящей через ось линзы плоскости, эа счет чего исключается влияние краевых эффектов.Формула изобретения1, Магнитная линза квадрупольного типа, содержащая подключенные к источникам питания проводники, ориентированные на отдельных участках параллельно оси линзы, и расположенные в четырех секторах, смещенных в азимутальном направлении один относительного другого на 90", о т л и ч а ю -97773 510 15 25 другу,30 35 40 45 щ а я с я тем, что, с целью повыщения точности фокусировки заряженных частиц в линзе путем устранениявлияния краевых эффектов, в нее введены периодически изогнутые вдольоси линзы проводники одинаковой формы, расположенные в проходящих через ось линзы плоскостях, которыеподключены к источникам питания иэусловия обращения в ноль постояннойвдоль оси линзы составляющей суммарного от всех проводников магнитного поля, 2Линза по и.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что проводникив каждом из секторов смещены вдольоси линзы на половину периода изгибаотносительно проводников в соседнем секторе, при этом проводники во всех секторах подключены к источнику питания параллельно,3, Линза по п,1, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что в плоскостях изгиба периодически изогнутых проводников расположены дополнительныепрямолинейные проводники, при этомпериодически изогнутые проводники в соседних секторах подключены к источникам питания встречно друг другу, а дополнительные прямолинейные проводники подключены к источникам питания встречно периодически изогнутым проводником в каждом из секторов.ч, Линза по и.1, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что в каждой иэ плоскостей, проходящей через ось линзы, и в каждом иэ секторов, расположено по два периодически изогнутых вдоль оси линзы проводника, смещенных друг относительно друга вдоль оси линзы на половину периода изгиба и подключенных к источникам питания встречно друг другу, а пары проводников в соседних секторах подключены к источникам питания встречно друг.2- О 2 О Оиг.8 Корректор Р,Бутковц одписиое Тираж 775 акая 446 открытиям при ГКНТ С ственного комитета и 113035, Москва, ЖВНИИПИ Госу 4/ Производственно-изрательскии комбинат Па е