CS204874B1 - Urychlovací trubice pro elektrostatický urychlovač nabitých částic - Google Patents

Description

Vynález se týká potlačení elektronového zatížení urychlovacích trubic elektrostatických urychlovačů.

Dosavadní urychlovací trubice pro elektrostatické urychlovače potlačují elektronové zatížení použitím elektrod s malým vnitřním průměrem, dále elektrod s různými vnitřními průměry, skloněných elektrod, vkládáním magnetů s příčným magnetickým polem a vkládáním, nebo vytvářením elektronových pastí.

Nevýhodou těchto trubic je především snížená čerpací vodivost a dále u typů s malým vnitřním průměrem elektrod jsou na závadu špatné iontooptické parametry, u typů s různými vnitřními průměry nedostatečné potlačení elektronového zatížení, u typů se skloněnými elektrodami a magnety s příčným magnetickým polem citlivá závislost polohy a směru z trubice vystupujícího svazku na rozložení elektrostatického potenciálu podél trubice a u typů s elektronovými pastmi zkracování účinné délky trubice a technologická náročnost.

Mnohé z těchto nevýhod odstraňuje urychlovací trubice podle vynálezu,jejíž podstata spočívá v tom, že vnitřní struktura elektrod je vytvořena z paralelních dvojic kroužků z magneticky měkkých materiálů, přičemž kroužky každé dvojice jsou soustředně uloženy ve stejné rovině a jsou vzájemně mechanicky, elektricky a magneticky vodivě spojeny alespoň jednou příčkou z magneticky tvrdého materiálu, podélně zmagnetizovanou stejným radiálním směrem u všech dvojic kroužků v trubici.

Výhodou provedení podle vynálezu je vytvoření prostoru mezi vnitřními a vnějšími kroužky^ nichž je radiální magnetické pole. Tento prostor je volný pro čerpací účely, ale nabité částice, urychlované elektrostatickým polem v axiálním směru, jsou v něm stáčeny v azi204874 mutálním směru a dopadají na vnější kroužky, nebo na elektrody vakuového obalu. Pro danou hodnotu urychlovacího elektrostatického pole a rozměry kroužků lze spočítat intenzitu radiálního magnetického pole, při které mohou sekundární elektrony v tomto prostoru získat jen určitou maximální energii. Pro reálné, používané parametry vychází potřebná střední magnetická indukce pole řádu 10“3 T, což je hodnota snadno realizovatelná a dostatečně malá, aby rozptylové magnetické pole měnící se podél osy trubice s periodou rozteče dvojic kroužků zasahující do vnitřního prostoru vnitřních kroužků, tj. do urychlovacího prostoru, prakticky neovlivňovalo pracovní urychlovaný svazek, pohybující se ve střední části tohoto prostoru a mající při vstupu do roviny první elektrody s dvojicí kroužků již určitou minimální energii.

Rozptylového magnetického pole zasahujícího do urychlovacího prostoru lze využít při tvarování vnitřní stěny vnitřního kroužku, nebo při návrhu kroužku z nemagnetického materiálu s tímto kroužkem spojeného, které upravují gradienty urychlovacího elektrostatického pole v této oblasti tak, aby i zde vznikající sekundární elektrony byly vytlačovány ven z urychlovacího prostoru a zabránilo se tak multiplikaci elektronů na vnitřních okrajích kroužků.

Příklad provedení urychlovací trubice podle vynálezu je znázorněn na obrázcích, kde představuje obr. 1 řez jednou dvojicí kroužků vnitřní struktury elektrod, obr. 2 půdorys této dvojice kroužků a obr. 3 schematický řez trubicí.

Na obr. 1 a 2 je vnitřní kroužek 2 spojený příčkami 31. 32. 33 s vnějším kroužkem 1·

Na obr. 3 jsou ve vnějším vakuovém plášti í uloženy paralelně nad sebou dvojice kroužků J. a 2.,

Zmagnetizované příčky 31. 32. 33 mají na svých koncích magnetomotorické napětí, které se přenáší na kroužky J. a 2 a vytváří mezi nimi magnetické pole, které má v prostoru mezi kroužky 1 a 2 všech dvojic převážně radiální složku. Na nabité částice urychlované axiálním elektrostatickým polem působí radiální magnetické pole v azimutálním směru a částice získávají kromě azimutální rychlosti i kladnou radiální rychlost a po projiti určité dráhy dopadají na vnější kroužky J. vnitřní struktury elektrod nebo na elektrody vakuového obalu trubice

Urychlovací trubici podle vynálezu je možno s výhodou použit u tlakových vysokogradientních elektrostatických urychlovačů zejména v případech, kdy se požaduje velká čerpací vodivost trubice a dobré iontooptické parametry trubice málo závislé na místních nebo časových poruchách v rozdělení potenciálu podél trubice.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Urychlovací trubice pro elektrostatický urychlovač nabitých částic sestávající z vnějšího vakuového pláště tvořeného elektrodami a izolátory a z vnitřní struktury elektrod, vyznačená tím, že vnitřní struktura elektrod je vytvořena z paralelních dvojic kroužků (1, 2) z magneticky měkkých materiálů, přičemž kroužky (1,2) každé dvojice jsou soustředně uloženy ve stejné rovině a jsou vzájemně mechanicky, elektricky a magneticky vodivě spojeny alespoň jednou příčkou (31, 32, 33) z magneticky tvrdého materiálu, podélně zmagnetizovanou stejným radiálním směrem u všech dvojic kroužků (1, 2) v trubici.