Устройство для диагностики параметров электронно-ионных колец

(51)4 Н 05 Н торых параллельнь трубки, а к верт отражающие повер зеркал расположе отражающая повер кала под угломо, выражению эер удовлетворяющ:агсрн образован внутреннейкорительной выполненвлено на трубки.(71) Объединенный институт ядерных исследований,(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ПАРАИЕТРОВ ЗЛККТРОННО-ИОЦНЫХ КОЛЕЦ, содержащее ускорительную трубку, в которой расположены зеркала для отражения синхротронного излучения исследуемого кольца, систему для регистрации и обработки синхротронного излучения о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет увеличения числа контролируемых параметров кольца, на внутренней поверхности трубки по окружности установлены три плоских зеркала, отражающие поверхности ко) продольной осиикальной оси трубкихности двух из этихфны под углом 45 ихность третьего де Й - радиус ускорительнойтрубки;1 Ь - радиус кольца в начальный момент времени до егускорения;Ы - высота сегментаного зеркалом иповерхностью уструбки,и ."том четвертое зеркало е в виде призмы, устано и ускорительной трубки под углом Ы к вертикальной оси и под угломок плоскости поперечного сеченияИзобретение относится к ускорительной технике, а именно к коллективному ме.оду ускорения ионов, и может быть использовано для измерения размеров, скорости, смещения электронно-ионных колец, а также для измерения некоторых характеристик синхротронного излучения (СИ)4кольцевых .сгустков4;:.11 звестно устройство для определещ 1 я.11 азмеров электронных колец, основ Ьное на том, что при продольном движении электронное кольцо высаживается на металлическую мишень, с наружной стороны которой расположен сцинтнллятор, Этот сцпнтиллятор светится под действием тормозного -излучения в месте высадки электронов кольца. По Форме. световой вспышки можно определить лишь поперечные размеры кольца, которые в процессе измерения разрушаются. Продольные размеры данным устройством опреде" лить нельзя.Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для диагностики параметров электронно-ионных колец, содержащее ускоряющую трубку, в которой расположены зеркала для отражения синхротронного излучения кольца, систему регистрации и обработки синхротронного излучения и источник моно- хроматического излучения.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устройства за счет увеличения числа контролируемых параметров кольца.Поставленная цель достигаетсятем, что в известном устройстве длядиагностики параметров электронноионных колец, содержащем ускорительную трубку, в которой расположены зеркала для отражения синхротрон"ного излучения исследуемого кольца,систему для регистрации и обработкисинхротронного излучения, на внутренней поверхности трубки по окружности установлены три плоских зеркала,отражающие поверхности которыхпараллельны продольной оси трубки,а к вертикальной оси трубки отражающие поверхности двух из этих зеркалрасположены под углом 45 и отражающая поверхность третьего зеркалапод углом о удовлетворяющим вы, ражению;1 кос(та суи -- - - -д. 0 рических параметров кольца и уско рительной трубки и определяются вы- ражением кк р за 1 СЫН ---5 О Плоскости зеркал 1-3 перпендикулярны плоскости кольца, а зеркало 5 наклонено под углом 45 к плос,кости кольца. При таком расположе-нии зеркал синхротронное .излучение 55 от сечений несмещенного кольца ради-.уса Кк попадает в центр зеркала 5 и дальше отражается в аксиальном направлении к приемнику 9 излучения,где й - радиус ускорительной труб ки,В ко - радиус кольца в начальныймомент до его ускорения;с - высота сегмента, образованного зеркалом и внутреннейповерхностью ускорительнойтрубки, при этом четвертоезеркало, выполненное ввиде призмы, установлено на оси ускорительнойтрубки под углом 2 сквертикальной оси и подуглом 45 к плоскостипоперечного сечения трубкиеНа фиг.1 приведено поперечноесечение устройства, на фиг.2 - расположение устройства в ускорительной трубке, на Фиг.З - схема устройства в плоскости 72; на фиг.4 - 25 сечение кольца на экране,Устройство для диагностики параметров электронно-ионных колец содержит одинаковые зеркала 1-3, установленные по окружности ускори тельной трубки 4, и плоское зеркало 5, располагаемое в центре трубки 4. На фиг.2 показан шток 6 и .указаны продольный 7 и поперечный8 размеры пучка.На Фиг.З показаны приемник 9излучения и экран 10, на Фиг.4 приведены два следа в виде полосок 11и 12 и показан радиалный размеркольца 13. Зеркала 1, 2 расположены 4 О под углом 45 к вертикальной оси07. Угол сК установки зеркала 3 иугол 2 о усгановки зеркала 5 по отношению к оси ОУ зависят от геомет148550 5 1 О У-ьу,ко+ 3 1Позициями 14,15,16 обозначен ход световых лучей от противоположных сечений кольца, А, В, А, В - противоположные сечения кольца, сплошной линией показано положение электронного кольца, когда центр нахо" дится в точке О, пунктирной - когдав точке О, ЬУЬУ)ЬУ - смещения изображений, КК - ось симметрии.Прп покоящемся кольце устройство работает следующим образом. Синхротронное излучение от двух противоположных сечений А и В кольца,расположенного коаксиально с трубой, отражается от зеркал 1-3 в плоскости кольца ХУ, а затем выводится пз этой плоскости зеркалом 5 и попадает на приемник 9 излучения, Прит)этом изображения сечений А и В па экране сливаются в одно. Если кольцо смещается как целое относительно трубы ускорения на расстояп:е 6, то изображения противополож,ных сечений расходятся и сттещаются на расстояние 2 у. Сцещеше кольца в гори"онтальном направлении ОУ не влияет на положение изображений. Начиная с некоторой величины смещения, лучи от сечения С могут попадать на экран, Тогда по его появлению можно судить одновременно и о смещении в направлении ОХ. Отличить изображения сечений Л,В,С кольца друг от друга можно как при помощи последовательного закрывания зеркал, так и по величине сигнала с детектирующей аппаратуры. Это следует из того, что при отражении часть света рассеивается и поглощается, при этом свет от сече- . ния В отражается от четырех поверхностей, С - от трех, А - от двух. Для контроля смещения по оси ОХ необходимо все устройство развернуть на 90 . Вследствие узкой направленности синхротронного излучения (раствор порядка 1) соседние участки кольца не дают вклад в образование изображения.При движении кольца вдоль оси 02 устройство работает следующим образом. Изображения сечений А и В на зеркале 5 будут смещаться вдоль параллельных прямых, .наклоненных под углом 2 о к оси ОХ, поэтому на экране 10 получается картина в виде 15 20 25 30 35 40 45 50 55 двух следов 11, 12, показанная нафиг.4.Если заранее разместить источниксвета между зеркалами в сечении А(фиг.1) и получить его изображенияна экране .10, то можно определитьсмещение ЛУ, и ЬУ кольца. Приэтом, если ЬУф 1 У это означает,что радиус кольца измепллся, тогдановый радиус кольца определяетсякак Таким образом, радиус кольца и радиальный размер ад, (см,фиг.4) можно измерить, используя фотограФический метод.Определение остальных парамет. - ров кольца рассмотрим в примере,Для определения продольных размеров с кольца необходимо использовать прибор с пространственно- временным разрежением - диссектор (на чертеже не показано). При этом, если за время развертки прибора кольцо не успевает сместиться на половину своего раэглера, определение а будет достаточно точнью.Располагая плоскость фотокатода диссектора на пути синхронного излучения (см,фиг.З), получаем в результате угловое распределение синхротронного излучения, что несет в себе информацию о наличии ионов в кольце.Если использовать диссектор врежиме работы Фотоэлектронного умножнтеля (без временной развертки),можно определить скорость кольцаС по длительности сигнала С=1.с, гДе б - РазмеР зеРкал ваксиальном направлении.По величине сигнала можно такжесудить о количестве электронов йв кольце. Для этого нужно откалибровать диссектор по эталонному источнику света или по другому датчику.Для контроля параметров вдольвсего канала ускорения устройствоперемещают вдоль оси 02. Предлагаемое устройство позволяет увеличитьчисло контролируемых параметровкольца.1148550 екмар ктор 113 д. 4/5 Ужгород филиал ППП "Пат Проектная,едактор С аказ 793/ Титова Техред Ж.КастелевиТираж 767 Подписно Государственного комитета С елам изобретений и открытий осква, Ж, Раушская наб.,