JPH0561760B2 - - Google Patents

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JPH0561760B2
JPH0561760B2 JP6977586A JP6977586A JPH0561760B2 JP H0561760 B2 JPH0561760 B2 JP H0561760B2 JP 6977586 A JP6977586 A JP 6977586A JP 6977586 A JP6977586 A JP 6977586A JP H0561760 B2 JPH0561760 B2 JP H0561760B2
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JP
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orbit
magnetic field
charged particles
trajectory
separatrix
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JP6977586A
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JPS62229698A (en
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Takeshi Takayama
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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  • Particle Accelerators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、シンクロトロン、蓄積リングまたは
衝突リング等の周回軌道を持つ磁気共振型加速器
に荷電粒子を入射する入射装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an injection device for injecting charged particles into a magnetic resonance type accelerator having an orbit such as a synchrotron, a storage ring, or a collision ring.

(従来の技術) 従来の周回軌道を持つ磁気共振型加速器は入射
装置として、キツカーと称される高速度で作動す
る電磁石あるいはパータベイタと称される電磁石
と、磁場あるいは電場を直流的に発生するインフ
レクタとを有している。インフレクタは荷電粒子
を入射軌道に導くものである。キツカーあるいは
パータベイタは、平衡軌道を変位させることによ
つて、インフレクタから入射された荷電粒子が軌
道をまわつて再度インフレクタの位置にきても、
インフレクタに当たらないようにするものであ
る。一般に、キツカーが平衡軌道全体を変位させ
るのに対して、パータベイタは2個または3個が
同期して作動して平衡軌道の一部区間を変位させ
ている。
(Prior art) A conventional magnetic resonance accelerator with an orbit uses an electromagnet called a kitker that operates at high speed or an electromagnet called a perturbator as an injection device, and an inflation accelerator that generates a magnetic field or an electric field in direct current. It has a kuta. An inflector guides charged particles into an incident trajectory. By displacing the equilibrium orbit, Kitzkar or Perturbator allows charged particles incident from the inflector to travel around the orbit and return to the inflector position.
This prevents it from hitting the inflector. In general, a kicker displaces the entire equilibrium trajectory, whereas two or three perturbators operate synchronously to displace a partial section of the equilibrium trajectory.

ここで、従来の周回軌道を持つ磁気共振型加速
器について、第8図〜第10図を参照して説明す
る。
Here, a conventional magnetic resonance type accelerator having an orbit will be explained with reference to FIGS. 8 to 10.

第8図に示す従来の磁気共振型加速器は荷電粒
子を入射軌道に導くインフレクタINFと、周回状
の平衡軌道TRと、平衡軌道上の複数箇所に設け
られ、各々が双極電磁石Dとその両側に配された
二組の水平集束4極電磁石QFおよび水平発散4
極電磁石QDとからなる複数個の偏向要素及び集
束要素と、インフレクタINFの両側の集束要素の
端部に設けられ、平衡軌道TRを移動させるパー
タベイタP1〜P3とを有している。パータベイ
タP1〜P3は、第9図に示すように、平衡軌道
TRを変位させて変位平衡軌道TR′を提供する。
The conventional magnetic resonance accelerator shown in Fig. 8 is equipped with an inflector INF that guides charged particles to an incident orbit, a circular balanced orbit TR, and multiple locations on the balanced orbit, each with a dipole electromagnet D and both sides thereof. Two sets of horizontally focusing quadrupole electromagnets QF and horizontally diverging 4
It has a plurality of deflection elements and focusing elements each consisting of a polar electromagnet QD, and perturbators P1 to P3 that are provided at the ends of the focusing elements on both sides of the inflector INF and move the equilibrium trajectory TR. Partabeta P1 to P3 are on equilibrium orbits as shown in FIG.
TR is displaced to provide a displacement equilibrium trajectory TR'.

この変位した軌道TR′にインフレクタINFから
ビームを入射しながら、パータベイタの磁場を弱
めていき、変位した軌道TR′を徐々に元の軌道
TRに戻す。
While injecting a beam from the inflector INF into this displaced orbit TR', the magnetic field of the perturbator is weakened, and the displaced orbit TR' is gradually returned to its original orbit.
Return to TR.

上述の機構について、第8図A−A′線断面に
おける位相空間を示す第10図を参照して説明す
る。なお、ここでは、4回転して元にもどるよう
なベータトロン振動の場合を考える。xは元の平
衡軌道TRからの水平方向の変位を表し、x′は軌
道の傾きを表す。更に、参照番号0はパータベイ
タにより変位した平衡軌道TR′、1は入射軌道、
2は入射されて周回軌道を一周した後の軌道であ
る。軌道2は、平衡軌道0のまわりにベータトロ
ン振動するため、軌道0を中心にベータトロン振
動で決まる角度だけ回転した位置にある。参照番
号3,4および5は、入射後二,三、および四周
した後の軌道をそれぞれ表わしている。軌道5が
入射軌道1の位置に来ないのは、変位した平衡軌
道0が、パータベイタの磁場が弱まるにつれて矢
印の方向に移動するためである。入射軌道1と軌
道5との間隙が充分大きいことがインフレクタ
INFに衝突しない条件である。
The above-mentioned mechanism will be explained with reference to FIG. 10, which shows the phase space in the section taken along the line A-A' in FIG. 8. Here, we will consider the case of betatron oscillation, which rotates four times and returns to its original state. x represents the horizontal displacement from the original equilibrium trajectory TR, and x' represents the inclination of the trajectory. Furthermore, reference number 0 is the equilibrium trajectory TR' displaced by the perturbator, 1 is the incident trajectory,
2 is the orbit after being injected and completing one orbit. Orbit 2 is at a position rotated around orbit 0 by an angle determined by the betatron oscillation, because the betatron oscillates around the equilibrium orbit 0. Reference numerals 3, 4 and 5 represent the orbits after two, three and four revolutions after incidence, respectively. The reason why trajectory 5 does not come to the position of incident trajectory 1 is because the displaced equilibrium trajectory 0 moves in the direction of the arrow as the perturbator's magnetic field weakens. It is important that the gap between the incident trajectory 1 and the trajectory 5 is sufficiently large for the inflector.
This is a condition that does not conflict with INF.

(発明が解決しようとする問題点) 上述した従来の磁気共振型加速器を小型化し、
できるだけ高いエネルギーで入射するためには、
非常に高速度かつ大強度の磁場を発生するパータ
ベイタまたはキツカーが必要となる。また、イン
フレクタには、大強度の磁場あるいは電場が必要
になる。しかし、パータベイタまたはキツカーお
よびインフレクタで実現できる磁場や電場の強さ
や応答速度には技術的限界がある。非常に弱い磁
場で荷電粒子を入射、蓄積し、加速していく方法
も考えられるが、低いエネルギーでは蓄積荷電粒
子の寿命が短いので、充分な量の荷電粒子を蓄積
するには不適当である。
(Problems to be solved by the invention) The conventional magnetic resonance accelerator described above is miniaturized,
In order to make the incident energy as high as possible,
A perturbator or kicker is required that generates a very high-velocity, high-intensity magnetic field. In addition, the inflector requires a high-intensity magnetic field or electric field. However, there are technical limits to the strength and response speed of magnetic and electric fields that can be achieved with perturbators, kitskers, and inflectors. A method of injecting, accumulating, and accelerating charged particles using a very weak magnetic field can be considered, but since the lifetime of accumulated charged particles is short at low energies, this is not suitable for accumulating a sufficient amount of charged particles. .

また、水平方向のベータトロン振動数が1/2付
近において、強い8極磁場を静的に与え、適当な
ベータトロン振動の振幅で振動数が1/2となるよ
うにして、軌道の一部区間に4極磁場を与え、1/
2共鳴を発生させ、さらに、4極磁場を動的に変
化させて、安定領域を変化させ、入射荷電粒子を
安定した軌道に補獲するようにしたものがある
(特願昭60−207791号明細書)。
In addition, a strong octupole magnetic field is applied statically when the betatron frequency in the horizontal direction is around 1/2, and a part of the orbit is Applying a quadrupole magnetic field to the section, 1/
There is a device that generates two resonances and dynamically changes the quadrupole magnetic field to change the stable region and trap incident charged particles in a stable orbit (Japanese Patent Application No. 60-207791). Specification).

ところが、上述の場合、8極磁場が静的に残つ
ているため、例えば、電子あるいは陽電子等の粒
子が光を発して発散してしまい、入射効率に限界
がある。
However, in the above case, since the octupole magnetic field remains static, particles such as electrons or positrons emit light and diverge, and there is a limit to the incidence efficiency.

(問題点を解決するための手段) 本発明によれば、周回軌道を持つ磁気共振型加
速器に荷電粒子を入射する入射装置において、中
心平衡軌道を中心に軌道面に8極磁場を主集束成
分とする非線形磁場を発生するパータベイタを備
え、該非線形磁場によつて水平方向ヘータトロン
振動の振動数が1/2となる不安定共鳴軌道を形成
するとともに該不安定共鳴軌道の内側に位置する
セパラトリツクスを形成し、前記8極磁場の強さ
を時間的に変化させることによりセパラトリツク
ス内の前記中心平衡軌道を含む安定領域の大きさ
を変化させ、前記荷電粒子を捕捉するようにした
ことを特徴とする磁気共振型加速器の入射装置が
得られる。
(Means for Solving the Problems) According to the present invention, in an injection device for injecting charged particles into a magnetic resonance type accelerator having an orbit, an octupole magnetic field is generated as a main focusing component on an orbital surface around a central equilibrium orbit. The device is equipped with a perturbator that generates a nonlinear magnetic field, and the nonlinear magnetic field forms an unstable resonant orbit in which the frequency of horizontal hetatron oscillation is halved, and a separatrix located inside the unstable resonant orbit. The invention is characterized in that the size of a stable region including the central equilibrium orbit within the separatrix is changed by changing the strength of the octupole magnetic field over time to trap the charged particles. An injection device for a magnetic resonance accelerator is obtained.

(実施例) 以下本発明について実施例によつて説明する。(Example) The present invention will be explained below with reference to Examples.

第1図を参照して、本発明の一実施例は中心平
衡軌道11、入射軌道12、インフレクタ13、
及びパータベイタ14を備えている。上記のパー
タベイタ14は8極磁場を主集束成分とする非線
形磁場を形成する。
Referring to FIG. 1, one embodiment of the present invention includes a centrally balanced trajectory 11, an incident trajectory 12, an inflector 13,
and a perturbator 14. The perturbator 14 described above forms a nonlinear magnetic field whose main focusing component is an octupole magnetic field.

中心平衡軌道11上には紙面に垂直に磁場BZO
が加えられており、この結果、高エネルギーの荷
電粒子はこの磁場によつて偏向され、中心平衡軌
道は閉軌道となる。また、上記の磁場は半径方向
外方に向つてその強さが減少する分布となつてお
り、従つて、中心平衡軌道から微少変位した荷電
粒子には中心平衡軌道に向つて集束力が働く。
On the central equilibrium orbit 11, there is a magnetic field B ZO perpendicular to the plane of the paper.
is added, and as a result, the high-energy charged particles are deflected by this magnetic field, and the central equilibrium orbit becomes a closed orbit. Furthermore, the above magnetic field has a distribution in which the strength decreases toward the outside in the radial direction, and therefore, a focusing force acts on charged particles slightly displaced from the central equilibrium orbit toward the central equilibrium orbit.

ここで、中心平衡軌道11に対して、第2図に
示すように座標系をとれば、r−θ面状の磁場分
布は、 Bz(x)=Bz0(1−nζ+K2ζ2+K3ζ3+…) ζ=(r−req)/req と表わせる。ここでBzoは中心平衡軌道上のZ方
向磁場、reqは中心平衡軌道の半径、nはビーム
を集束させるパラメータである。
Here, if we take a coordinate system as shown in Fig. 2 for the centrally balanced orbit 11, the r-θ plane magnetic field distribution is: Bz(x)=Bz 0 (1-nζ+K 2 ζ 2 +K 3 ζ 3 +…) It can be expressed as ζ = (r-req)/req. Here, Bzo is the Z-direction magnetic field on the centrally balanced orbit, req is the radius of the centrally balanced orbit, and n is a parameter for focusing the beam.

また、第2図に示すように、中心平衡軌道面に
射影した粒子の位置を中心平衡軌道から半径外方
への変位量xと基準点(例えば、第1図のA−
A′点からの回転角θとで表わせば、中心平衡軌
道からの微少変位の運動方程式は、 d2x/dθ2+(1−n)x=0 d2z/dθ2+nz=0 で表わされる。
In addition, as shown in FIG. 2, the position of the particle projected onto the center equilibrium orbit plane is calculated by calculating the displacement x from the center equilibrium orbit radially outward and the reference point (for example, A-
Expressed in terms of rotation angle θ from point A', the equation of motion for minute displacement from the central equilibrium orbit is d 2 x/dθ 2 + (1-n) x=0 d 2 z/dθ 2 + nz=0. expressed.

このことから、水平方向、及び垂直方向ともに
ビームを集束させるためには0<n<1の範囲と
なるが、電子あるいは陽電子が光を出しながら発
散しないためには、即ち、振動が減衰するために
は0<n<0.75となる。
From this, in order to focus the beam in both the horizontal and vertical directions, the range is 0<n<1, but in order for the electrons or positrons to emit light but not diverge, in other words, the vibration must be attenuated. 0<n<0.75.

ここで、第1図において、A−A′線の位置を
θ=0°とし、入射機構について説明する。
Here, in FIG. 1, the position of line A-A' is assumed to be θ=0°, and the incidence mechanism will be explained.

荷電粒子が入射する場合、大振幅のベータトロ
ン振動を行うので、中心平衡軌道近傍のみならず
広い範囲の磁場分布を考慮しなければならない。
ここで、A−A′線における磁場分布を第3図に
示す。第3図における点x1はn=1に対応する点
である。次にA−A′線における位相図を第4図
に示す。なお、第4図においては8極磁場は形成
されていない。即ち、パータベイタを備えていな
い場合のx方向(半径方向)の位相図である。n
=1に対応する点が第4図においてx2で示され、
この点は不安定な不動点である。そして、このx2
を通る15で示すセパラトリツクスによつて安定
領域と不安定領域とに分けられる。セパラトリツ
クス15の外側から入射された荷電粒子は安定領
域に入ることなく軌跡16あるいは17を描いて
飛び去つてしまう(第4図)。即ち、インフレク
タが備えられていないと、外部から入射した荷電
粒子は飛び去つてしまう。インフレクタは入射さ
れた荷電粒子をセパラトリツクスの内部、即ち安
定領域に導く作用をするが、荷電粒子は軌跡18
を描いて再度インフレクタの位置に戻り、インフ
レクタに当つて失われる(第4図では荷電粒子は
点18a,18b,18c,…,18iの順で軌
跡を描き、再度インフレクタの位置に戻る)。
When a charged particle is incident, large-amplitude betatron oscillations occur, so the magnetic field distribution not only in the vicinity of the central equilibrium orbit but also in a wide range must be considered.
Here, the magnetic field distribution along the line A-A' is shown in FIG. Point x 1 in FIG. 3 corresponds to n=1. Next, a phase diagram along the line A-A' is shown in FIG. Note that in FIG. 4, no octupole magnetic field is formed. That is, it is a phase diagram in the x direction (radial direction) when the perturbator is not provided. n
The point corresponding to =1 is indicated by x 2 in Fig. 4,
This point is an unstable fixed point. And this x 2
It is divided into a stable region and an unstable region by a separator indicated by 15 passing through. Charged particles incident from the outside of the separatrix 15 fly away, drawing a trajectory 16 or 17 without entering the stable region (FIG. 4). That is, if an inflector is not provided, charged particles incident from the outside will fly away. The inflector functions to guide the incident charged particles to the inside of the separatrix, that is, to the stable region, but the charged particles do not follow the trajectory 18.
, and return to the inflector position again, and are lost when they hit the inflector (in Figure 4, the charged particles draw a trajectory in the order of points 18a, 18b, 18c, ..., 18i, and return to the inflector position again) ).

一方、本発明では第1図に示したように8極磁
場を主成分とする非線形磁場を発生するパータベ
イタ14が備えられている。ここで、実際のパー
タベイタの磁場分布を第1図のB−B′線断面の
軌道面上の磁場分布で示すと、第5図のようにな
る。
On the other hand, in the present invention, as shown in FIG. 1, a perturbator 14 is provided which generates a nonlinear magnetic field whose main component is an octupole magnetic field. Here, the actual magnetic field distribution of the perturbator is shown in FIG. 5 as a magnetic field distribution on the raceway plane taken along the line B-B' in FIG. 1.

パータベイタを励磁すると、即ち、8極磁場を
発生すると、第1図のA−A′線断面における位
相図は第6図で示されるようになる(第6図では
軌跡は示さず、各軌跡を結んだ曲線を示してい
る)。パータベイタによる8極磁場によつてセパ
ラトリツクス15の内部にセパラトリツクス19
が形成される。そして、セパラトリツクス19内
の安定軌道軌跡は20のように矢印の方向に移動
する。またセパラトリツクス19外の軌跡曲線は
21,21′で示すグループと22,22′で示す
グループに分かれる。なお、軌跡曲線21,2
1′及び軌跡曲線22,22′は加速器内を荷電粒
子が1回転するごとに交互に振動する軌跡で構成
されており、それぞれのグループは同一の軌跡で
ある。
When the perturbator is excited, that is, when an octupole magnetic field is generated, the phase diagram in the section A-A' in Fig. 1 becomes as shown in Fig. 6 (Fig. 6 does not show the trajectories, but each trajectory is (showing the connected curves). A separatrix 19 is created inside the separatrix 15 by the 8-pole magnetic field generated by the perturbator.
is formed. The stable trajectory within the separatrix 19 moves in the direction of the arrow 20. Further, the trajectory curves outside the separatrix 19 are divided into a group indicated by 21, 21' and a group indicated by 22, 22'. Note that the trajectory curves 21, 2
1' and trajectory curves 22, 22' are composed of trajectories that vibrate alternately every time a charged particle makes one revolution in the accelerator, and each group has the same trajectory.

第7図も参照して、セパラトリツクス19の領
域の大きさはパータベイタ14の強さに対応す
る。荷電粒子は外部から軌道16に沿つて入射さ
れる。荷電粒子がc点に達したところで、インフ
レクタによつて点cから軌跡21aに移動させ
る。一方、パータベイタによる磁場を時間的に弱
めると、前述のようにセパラトリツクス19の領
域は大きくなる。軌跡21aに移動した荷電粒子
は軌跡21a,21b,…の順にベータトロン振
動しながら、セパラトリツクス19に近づく。こ
の時、パータベイタによる磁場を弱めればセパラ
トリツクス19の領域は大きくなるから、荷電粒
子はセパラトリツクス19の内部に捕獲される。
即ち、荷電粒子の軌道は軌跡20a,20b,2
0c…で示すように中心平衡軌道のまわりに振動
しながら回転する軌道となる。このようにセパラ
トリツクス19の領域に捕獲された荷電粒子の軌
道は、再び点21aの位置まで振幅が大きくなる
ことはないので、インフレクタに衝突することは
ない。
Referring also to FIG. 7, the size of the area of the separatrix 19 corresponds to the strength of the perturbator 14. Charged particles are incident along a trajectory 16 from the outside. When the charged particles reach point c, they are moved from point c to the trajectory 21a by the inflector. On the other hand, when the magnetic field by the perturbator is weakened over time, the area of the separatrix 19 becomes larger as described above. The charged particles that have moved to the trajectory 21a approach the separatrix 19 while undergoing betatron vibration in the order of the trajectories 21a, 21b, . . . . At this time, if the magnetic field by the perturbator is weakened, the area of the separatrix 19 becomes larger, so that the charged particles are captured inside the separatrix 19.
That is, the trajectories of charged particles are trajectories 20a, 20b, 2
As shown by 0c..., the orbit rotates while vibrating around the central equilibrium orbit. The trajectory of the charged particle thus captured in the region of the separatrix 19 does not increase in amplitude again until it reaches the position of the point 21a, and therefore does not collide with the inflector.

上述の電荷粒子のセパラトリツクス19の領域
内への捕獲の際、パータベイタの磁場の変化量は
少なくてよく、従つて、パータベイタの磁束変化
速度を荷電粒子が軌道を回転する速度に比べて十
分遅くすることができる。即ち、小型の装置でも
上述の変化速度を実現することができる。また、
第7図に示すc点から点21aまでの距離は極め
て短いから、インフレクタの負担は少なく、従つ
て高エネルギーの荷電粒子を入射することもでき
る。
When capturing the above-mentioned charged particles in the region of the separatrix 19, the amount of change in the magnetic field of the pertervater is required to be small, and therefore the rate of change of the magnetic flux of the pertervater is made sufficiently slow compared to the speed at which the charged particles rotate in their orbits. be able to. That is, even a small device can achieve the above-mentioned rate of change. Also,
Since the distance from point c to point 21a shown in FIG. 7 is extremely short, the burden on the inflector is small, and high-energy charged particles can be incident thereon.

ところで、荷電粒子の入射後は、パータベイタ
の8極磁場はなくなるからあるいは主磁場の微少
成分のみとなるため、セパラトリツクス19の内
部領域に捕獲された荷電粒子の実効的なnの値は
前述のようにn<0.75となる。従つて、電子ある
いは陽電子の場合でも光放射によるエミツタンス
の減衰が起こり、発散することはない。
By the way, after the charged particle is incident, the 8-pole magnetic field of the perturbator disappears or becomes only a minute component of the main magnetic field, so the effective value of n of the charged particle captured in the internal region of the separatrix 19 is as described above. n<0.75. Therefore, even in the case of electrons or positrons, the emittance is attenuated by optical radiation and does not diverge.

(発明の効果) 以上説明したように本発明による入射装置で
は、8極磁場を主成分とする非線形磁場を発生し
て、ベータトロン振動数が1/2となる不安定共鳴
軌道及びこの軌道を含むセパラトリツクスを形成
し、このセパラトリツクスに沿つて粒子を入射
し、上記の8極磁場を時間的に変化させるパータ
ベイタによりセパラトリツクスの大きさを変えて
粒子を捕獲するので、即ち、ベータトロン振動の
共鳴現象を利用しているから、弱い8極磁場であ
つても、大振幅で入射した荷電粒子を中心平衡軌
道近くまで移動することができる。さらに入射時
のターンセパレーシヨンが大きいので入射効率を
改善することができる。また、インフレクタの負
担が少ない。従つて、高い磁場で、高エネルギー
の荷電粒子を入射することができる。
(Effects of the Invention) As explained above, the injection device according to the present invention generates a nonlinear magnetic field whose main component is an octupole magnetic field, and creates an unstable resonant orbit in which the betatron frequency is 1/2 and this orbit. A particle is incident along this separatrix, and the particle is captured by changing the size of the separatrix using a perturbator that temporally changes the octupole magnetic field. In other words, the resonance phenomenon of betatron oscillation occurs. Even with a weak octupole magnetic field, charged particles incident with a large amplitude can be moved close to the central equilibrium orbit. Furthermore, since the turn separation at the time of incidence is large, the incidence efficiency can be improved. Moreover, the burden on the inflector is small. Therefore, high-energy charged particles can be incident with a high magnetic field.

上記のように高いエネルギーで入射することが
できるから、電子あるいは陽電子の場合、光放射
によるエミツタンスの減衰が早い。よつて再度パ
ータベイタを励磁しても安定領域の外へ発散する
ことがなく、入射した荷電粒子を失うことなく繰
り返し入射することができる。また、パータベイ
タの磁束時間変化を荷電粒子の回転速度に比べ、
十分遅くすることができ、荷電粒子の回転速度の
速い小型の磁気共振型加速器への荷電粒子の入射
が可能となる。
As mentioned above, since they can be incident with high energy, the emittance of electrons or positrons is quickly attenuated by light radiation. Therefore, even if the perturbator is excited again, it will not diverge outside the stable region, and the incident charged particles can be repeatedly incident without being lost. In addition, we compared the magnetic flux change over time of Pertavaita with the rotational speed of charged particles.
The rotation speed of charged particles can be made sufficiently slow, making it possible to inject charged particles into a small magnetic resonance type accelerator where the rotation speed of charged particles is high.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を概略的に示す図、
第2図は中心平衡軌道を示す図、第3図は磁場分
布を示す図、第4図は軌道の位相図、第5図は磁
場分布を示す図、第6図及び第7図はそれぞれ軌
道の位相図、第8図は従来の加速器を示す図、第
9図及び第10図は加速器の動作を説明するため
の図である。 11……中心平衡軌道、12……入射軌道、1
3……インフレクタ、14……パータベイタ。
FIG. 1 is a diagram schematically showing an embodiment of the present invention;
Figure 2 shows the central equilibrium orbit, Figure 3 shows the magnetic field distribution, Figure 4 shows the phase diagram of the orbit, Figure 5 shows the magnetic field distribution, Figures 6 and 7 show the orbits, respectively. FIG. 8 is a diagram showing a conventional accelerator, and FIGS. 9 and 10 are diagrams for explaining the operation of the accelerator. 11... Central equilibrium orbit, 12... Incident trajectory, 1
3...Inflector, 14...Partabeta.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 周回軌道を持つ磁気共振型加速器に荷電粒子
を入射する入射装置において、中心平衡軌道を中
心に軌道面に8極磁場を主集束成分とする非線形
磁場を発生するパータベイタを備え、該非線形磁
場によつて水平方向ベータトロン振動の振動数が
1/2となる不安定共鳴軌道を形成するとともに該
不安定共鳴軌道の内側に位置するセパラトリツク
スを形成し、前記8極磁場の強さを時間的に変化
させることにより前記セパラトリツクス内の前記
中心平衡軌道を含む安定領域の大きさを変化さ
せ、前記荷電粒子を捕捉するようにしたことを特
徴とする磁気共振型加速器の入射装置。
1. An injection device for injecting charged particles into a magnetic resonance accelerator having a circular orbit is equipped with a perturbator that generates a nonlinear magnetic field with an octupole magnetic field as the main focusing component on the orbital plane around a central equilibrium orbit, and Therefore, an unstable resonant orbit in which the frequency of the horizontal betatron oscillation is 1/2 is formed, and a separatrix located inside the unstable resonant orbit is formed, and the strength of the octupole magnetic field is changed over time. An injection device for a magnetic resonance accelerator, characterized in that the charged particles are captured by changing the size of a stable region including the central equilibrium orbit in the separatrix.
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