RU2294572C2 - Device for adiabatic radio frequency flip of spin of polarized neutrons - Google Patents

Device for adiabatic radio frequency flip of spin of polarized neutrons Download PDF

Info

Publication number
RU2294572C2
RU2294572C2 RU2005108899/06A RU2005108899A RU2294572C2 RU 2294572 C2 RU2294572 C2 RU 2294572C2 RU 2005108899/06 A RU2005108899/06 A RU 2005108899/06A RU 2005108899 A RU2005108899 A RU 2005108899A RU 2294572 C2 RU2294572 C2 RU 2294572C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coil
neutrons
magnetic field
neutron
coils
Prior art date
Application number
RU2005108899/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005108899A (en
Inventor
н Армен Араратович Сумбат (RU)
Армен Араратович Сумбатян
Леонид Абрамович Аксельрод (RU)
Леонид Абрамович Аксельрод
Владимир Никитич Слюсарь (RU)
Владимир Никитич Слюсарь
Хельмут Экерлибе (DE)
Хельмут Экерлибе
Original Assignee
Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН
Армен Араратович Сумбатян
Леонид Абрамович Аксельрод
Владимир Никитич Слюсарь
Хельмут Экерлибе
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН, Армен Араратович Сумбатян, Леонид Абрамович Аксельрод, Владимир Никитич Слюсарь, Хельмут Экерлибе filed Critical Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН
Priority to RU2005108899/06A priority Critical patent/RU2294572C2/en
Publication of RU2005108899A publication Critical patent/RU2005108899A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2294572C2 publication Critical patent/RU2294572C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Particle Accelerators (AREA)

Abstract

FIELD: engineering of devices for controlling flows of particles, possible use for flipping spin of polarized neutrons.
SUBSTANCE: device contains one coil, creating alternating magnetic field, perpendicular to flight of neutrons, second coil, creating constant magnetic field, strength of which changes linearly along working area, parallel to flight of neutrons, and made in form of solenoid. First coil is composed of two symmetrically positioned one-layer coils, each one of which is made in form of one-layer spiral, opposite segments of which are bent at direct angle to spiral plane, and coils are mounted so that these segments are facing each other. Each one-layer coil is placed inside hermetic container made of dielectric material and repeating the shape of coil. Containers have apertures and air ducts for communication with air environment. Neutron duct is moved into space formed by two one-layer coils. Construction of device makes it possible to exclude presence of constant magnetic field, direction of which is perpendicular to neutrons flight direction, and creates magnetic field parallel to magnetizing field of neutron duct, resulting in prevention of depolarization of flow of polarized neutrons (intensiveness of the flow of polarized neutrons does not decrease).
EFFECT: increased efficiency.
1 cl, 5 dwg

Description

Устройство относится к области экспериментальной физики и предназначено для переворота спина поляризованных нейтронов при проведении исследований с использованием нейтронных пучков.The device relates to the field of experimental physics and is intended for flipping the spin of polarized neutrons when conducting research using neutron beams.

Известны устройства (флипперы) для переворота спина поляризованных нейтронов, описанные в работе [1] (Способ неадиабатического поворота спина нейтронов. Номер публикации 1358640, регистрационный номер заявки 1724299/25). Способ и устройство, реализующие его, используются для обеспечения поворота спина нейтрона на произвольный угол относительно направления магнитного поля. Суть изобретения заключается в том, что область раздела магнитных полей различных направлений создают с помощью сверхпроводящего экрана малой толщины. Проходя через экран, нейтроны не успевают изменить направление спина, поскольку скорость прецессии спина значительно меньше скорости изменения направления магнитного поля в системе координат движущегося нейтрона. Недостаток таких устройств - необходимость поддерживать экран в сверхпроводящем состоянии (обеспечить температуру экрана менее 20 градусов Кельвина) при помощи громоздких и очень дорогих криогенных установок.Known devices (flippers) for flipping the spin of polarized neutrons described in [1] (Method of non-adiabatic rotation of the neutron spin. Publication number 1358640, registration number of the application 1724299/25). The method and device that implements it are used to ensure the rotation of the neutron spin by an arbitrary angle relative to the direction of the magnetic field. The essence of the invention lies in the fact that the interface between magnetic fields of different directions is created using a superconducting screen of small thickness. Passing through the screen, neutrons do not have time to change the spin direction, since the spin precession rate is much lower than the rate of change of the magnetic field direction in the coordinate system of a moving neutron. The disadvantage of such devices is the need to maintain the screen in a superconducting state (to ensure the screen temperature is less than 20 degrees Kelvin) using bulky and very expensive cryogenic plants.

Известны устройства, использующие радиочастотный резонансный метод для неадиабатического переворота спина поляризованных нейтронов [2], работающие при комнатной температуре. Недостаток таких устройств - переворот спина поляризованных нейтронов в узкой области скоростей (длин волн) нейтронов.Known devices that use the radio frequency resonance method for non-adiabatic flip spin of polarized neutrons [2], operating at room temperature. The disadvantage of such devices is the flip of the spin of polarized neutrons in a narrow range of neutron velocities (wavelengths).

Известны (и в настоящее время широко используются) устройства высокочастотных (радиочастотных) адиабатических флипперов спина нейтронов, обеспечивающие эффективный переворот спина нейтронов в широком диапазоне длин волн. Эти устройства (совместно с источниками питания) создают на определенной длине пролета нейтронов (пролетной базе) два вида магнитных полей, ортогональных друг другу: первое - переменное (осциллирующее) поле H1, напряженность которого меняется вдоль пролетной базы по закону, близкому к Гауссиану, и второе - постоянное поле Н0, напряженность которого в этой же области меняется линейно.Known (and currently widely used) devices of high-frequency (radio-frequency) adiabatic flippers of the neutron spin, providing an effective flip of the neutron spin in a wide range of wavelengths. These devices (together with power sources) create two types of magnetic fields orthogonal to each other at a certain neutron span (span base): the first is an alternating (oscillating) field H 1 , the intensity of which varies along the span according to a law close to Gaussian, and the second is a constant field H 0 , the intensity of which in the same region varies linearly.

Такие устройства описаны в работах [3] и [4].Such devices are described in [3] and [4].

Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство для адиабатического радиочастотного переворота спина поляризованных нейтронов, описанное в работе [5]: В.Н. Слюсарь, В.А. Князьков, А.Н. Пирожков, Препринт ПИЯФ, N1164 (1986), 16.Closest to the claimed device is a device for adiabatic radio-frequency flip of the spin of polarized neutrons, described in [5]: V.N. Slusar, V.A. Knyazkov, A.N. Pirozhkov, Preprint of PNPI, N1164 (1986), 16.

Устройство содержит одну катушку, выполненную в виде соленоида, расположенную на пучке так, что ось соленоида совпадает с направлением пролета нейтронов. К обмотке соленоида подключается генератор переменного тока для создания необходимого осциллирующего магнитного поля H1, направление которого параллельно направлению пролета нейтронов.The device contains one coil, made in the form of a solenoid, located on the beam so that the axis of the solenoid coincides with the direction of neutron flight. An alternating current generator is connected to the solenoid winding to create the necessary oscillating magnetic field H 1 , the direction of which is parallel to the direction of neutron flight.

Другая катушка устройства представляет собой катушки Гельмгольца, расположенные по внешним сторонам соленоида. К выводам катушек подключается источник питания постоянного тока, обеспечивающий необходимую напряженность постоянного магнитного поля Н0, направление которого перпендикулярно направлению пролета нейтронов.Another coil of the device is Helmholtz coils located on the outer sides of the solenoid. A dc power supply is connected to the coil outputs, providing the necessary constant magnetic field strength H 0 , the direction of which is perpendicular to the direction of neutron flight.

Работает устройство следующим образом. Если H1 отсутствует, а присутствует только поле Н0 (генератор переменного тока выключен), поляризованные нейтроны пролетают без изменения спина. При наличии H1 (генератор переменного тока включен) спин поляризованных нейтронов изменяется на обратный. Устройство предназначено для работы при нормальном атмосферном давлении.The device operates as follows. If H 1 is absent, and only the H 0 field is present (the alternator is turned off), polarized neutrons fly by without changing the spin. In the presence of H 1 (the alternator is turned on), the spin of polarized neutrons is reversed. The device is designed to operate at normal atmospheric pressure.

Все известные устройства для адиабатического радиочастотного переворота спина поляризованных нейтронов, а также и прототип, обычно располагаются в непосредственной близости от мишени, т.к., чем дальше от них отстоит устройство, тем больше вероятность потери поляризованных нейтронов (деполяризации).All known devices for adiabatic radio-frequency flip of the spin of polarized neutrons, as well as the prototype, are usually located in the immediate vicinity of the target, because the farther the device is from them, the greater the probability of loss of polarized neutrons (depolarization).

Проблема уменьшения потерь интенсивности потока поляризованных нейтронов вдоль всего пути следования (от излучателя до мишени) весьма актуальна. Во многих физических установках расстояние от излучателя до мишени составляет десятки метров. Для уменьшения потерь интенсивности поляризованного нейтронного потока в настоящее время широко используются нейтроноводы (короба прямоугольного сечения), изготовляемые из особых зеркал, отражающих нейтроны, и не позволяющие нейтронам выйти из короба. Обязательным условием для эффективной работы нейтроновода является создание постоянного магнитного поля вдоль пути пролета нейтронов (поле подмагничивания Нп), совпадающего по направлению с поляризацией, которую нужно провести. В этом случае зеркальное отражение от стенок нейтроновода испытывают только нейтроны с необходимым спином. Присутствие постоянных магнитных полей, по направлению не совпадающих с полем подмагничивания, приводит к уменьшению поляризации [6].The problem of reducing the loss of intensity of the flux of polarized neutrons along the entire path (from the emitter to the target) is very relevant. In many physical installations, the distance from the emitter to the target is tens of meters. To reduce the loss of intensity of the polarized neutron flux, neutron guides (boxes of rectangular cross section), made of special mirrors reflecting neutrons and not allowing neutrons to exit the box, are currently widely used. A prerequisite for the effective operation of the neutron guide is the creation of a constant magnetic field along the neutron flight path (magnetization field H p ), which coincides in direction with the polarization that needs to be carried out. In this case, only neutrons with the necessary spin experience mirror reflection from the walls of the neutron guide. The presence of constant magnetic fields, in the direction not coinciding with the magnetization field, leads to a decrease in polarization [6].

Поэтому при размещении устройства-прототипа в физической установке с нейтроноводами будет резко уменьшаться интенсивность потока поляризованных нейтронов с необходимым спином (деполяризация) из-за наличия постоянного поля Н0, перпендикулярного направлению пролета нейтронов.Therefore, when placing the prototype device in a physical installation with neutron guides, the intensity of the flux of polarized neutrons with the necessary spin (depolarization) will sharply decrease due to the presence of a constant field H 0 perpendicular to the direction of neutron flight.

Нейтроноводы располагаются в вакуумированном объеме (для уменьшения потерь интенсивности потока нейтронов), вакуум не высокий - порядка 1 мм рт.ст. Устройства для переворота спина нейтронов располагаются снаружи нейтроновода в том же вакуумированном объеме. При размещении устройства-прототипа в объеме с невысоким вакуумом возникают также две проблемы.Neutron guides are located in a vacuum volume (to reduce the loss of neutron flux intensity), the vacuum is not high - about 1 mm Hg. Devices for flipping the neutron spin are located outside the neutron guide in the same evacuated volume. When placing the prototype device in a volume with a low vacuum, there are also two problems.

Первая заключается в том, что для обеспечения необходимой напряженности осциллирующего поля H1 на выводы первой катушки (соленоида) необходимо подать напряжение порядка нескольких киловольт при частоте порядка 100 килогерц, и при этом в большинстве случаев возникает коронный разряд между выводами и витками соленоида (разряд возникает из за того, что в объеме еще присутствуют остатки газа, молекулы которых способны к ионизации, а длина пробега ионизированных частиц на порядки больше, чем при нормальном атмосферном давлении). Указанное выше обстоятельство приводит к резкому понижению надежности работы устройства в объеме с невысоким вакуумом (а в большинстве случаев к невозможности использования устройства).The first one is that in order to ensure the necessary intensity of the oscillating field H 1, it is necessary to apply a voltage of the order of several kilovolts at a frequency of the order of 100 kilohertz to the terminals of the first coil (solenoid), and in most cases a corona discharge occurs between the terminals and turns of the solenoid (a discharge occurs due to the fact that there are still gas residues in the volume, the molecules of which are capable of ionization, and the mean free path of ionized particles is orders of magnitude longer than at normal atmospheric pressure). The above circumstance leads to a sharp decrease in the reliability of the device in a volume with a low vacuum (and in most cases to the inability to use the device).

Вторая проблема заключается в сложности отвода тепловой мощности, выделяемой на обмотке соленоида. Эта мощность достигает сотен ватт, и из-за отсутствия конвекции газа внутри вакуумированного объема происходит недопустимый перегрев обмотки, что в свою очередь резко понижает надежность работы устройства.The second problem is the difficulty of removing the heat power allocated to the solenoid winding. This power reaches hundreds of watts, and due to the lack of gas convection inside the evacuated volume, an unacceptable overheating of the winding occurs, which in turn sharply reduces the reliability of the device.

Таким образом, совокупность этих факторов при применении устройства-прототипа в нейтроноводных системах (используемых для уменьшения потерь интенсивности поляризованных нейтронов) приводит к техническим противоречиям, уменьшающим степень поляризации нейтронов и ухудшающих надежность работы устройства.Thus, the combination of these factors when using the prototype device in neutron-guiding systems (used to reduce the intensity loss of polarized neutrons) leads to technical contradictions that reduce the degree of polarization of neutrons and worsen the reliability of the device.

Задачей разработки данного устройства является разрешение этих технических трудностей, а именно - уменьшение степени деполяризации поляризованных нейтронов на пути следования их в нейтроноводах и повышение надежности работы устройства.The task of developing this device is to resolve these technical difficulties, namely, reducing the degree of depolarization of polarized neutrons along their path in neutron guides and increasing the reliability of the device.

Решение поставленной задачи достигается благодаря тому, что по сравнению с известным устройством для адиабатического резонансного переворота спина поляризованных нейтронов, содержащим первую катушку, создающую переменное магнитное поле, и вторую катушку, расположенную снаружи первой катушки и создающую постоянное магнитное поле, новым является то, что первая катушка создает переменное магнитное поле, перпендикулярное пролету нейтронов, и составлена из двух расположенных симметрично однослойных катушек в виде спирали, противоположные сегменты которой изогнуты под прямым углом к плоскости спирали, и этими сегментами катушки установлены напротив друг друга, причем каждая однослойная катушка помещена в герметичный контейнер из диэлектрического материала, выполненный по форме катушки, и контейнеры имеют отверстия и воздуховоды для обеспечения сообщения с воздушной средой, и первые катушки размещены внутри второй катушки, выполненной в виде соленоида, и он создает постоянное магнитное поле, параллельное направлению пролета нейтронов, причем все устройство размещено в вакуумированном объеме.The solution to this problem is achieved due to the fact that, compared with the known device for adiabatic resonant flip of the spin of polarized neutrons, containing the first coil creating an alternating magnetic field and the second coil located outside the first coil and creating a constant magnetic field, the first is that the first the coil creates an alternating magnetic field perpendicular to the passage of neutrons, and is composed of two symmetrically arranged single-layer coils in the form of a spiral, opposite the segments of which are bent at right angles to the plane of the spiral, and these segments of the coil are mounted opposite each other, each single-layer coil is placed in a sealed container of dielectric material, made in the shape of a coil, and the containers have openings and air ducts to ensure communication with the air environment, and the first coils are placed inside the second coil, made in the form of a solenoid, and it creates a constant magnetic field parallel to the direction of neutron flight, and the whole device is placed in evacuated volume.

Совокупность заявляемых признаков позволяет устранить технические противоречия, свойственные для известного устройства. Авторами неочевидным путем решена проблема создания ортогональных магнитных полей, что необходимо для переворота спина нейтронов. Но при этом конструктивные особенности катушек таковы, что исключается постоянное магнитное поле, направление которого перпендикулярно направлению пролета нейтронов.The combination of the claimed features allows to eliminate technical contradictions inherent in the known device. The authors, in an unobvious way, solved the problem of creating orthogonal magnetic fields, which is necessary for flipping the neutron spin. But at the same time, the design features of the coils are such that a constant magnetic field is excluded, the direction of which is perpendicular to the direction of neutron flight.

Эскиз предлагаемого устройства изображен на фиг.1. Фиг.2 - фотография основных узлов устройства (7 - генератор радиочастотного тока в катушках 1). Фиг.3 - фотография первых катушек для создания переменного магнитного поля, перпендикулярного направлению пролета нейтронов.A sketch of the proposed device is shown in figure 1. Figure 2 is a photograph of the main components of the device (7 - a radio frequency current generator in coils 1). Figure 3 is a photograph of the first coils to create an alternating magnetic field perpendicular to the direction of neutron flight.

В соответствии с формулой изобретения и предлагаемыми фигурами заявляемое устройство содержит: катушку 1, предназначенную для получения переменного магнитного поля H1, перпендикулярного пролету нейтронов (физически катушка 1 состоит из двух одинаковых однослойных катушек, каждая из которых выполнена в виде спирали, противоположные сегменты которой изогнуты под прямым углом к плоскости спирали, причем витки сегментов катушки 1 идут параллельно направлению пролета нейтронов); катушку 2 (соленоид), создающую необходимое постоянное магнитное поле Н0, параллельное пролету нейтронов; герметичные контейнеры 3 из диэлектрического материала, в которые помещены катушки 1; воздуховоды 4, выполненные в контейнерах 3 для сообщения с внешним пространством; трубки 5, выполненные в контейнерах 3 для вывода во внешнее пространство выводов катушки 1.In accordance with the claims and the proposed figures, the claimed device comprises: a coil 1, designed to produce an alternating magnetic field H 1 perpendicular to the neutron span (physically, coil 1 consists of two identical single-layer coils, each of which is made in the form of a spiral, the opposite segments of which are bent at right angles to the plane of the spiral, and the turns of the segments of the coil 1 are parallel to the direction of neutron flight); coil 2 (solenoid), which creates the necessary constant magnetic field H 0 parallel to the passage of neutrons; sealed containers 3 of dielectric material in which the coils 1 are placed; air ducts 4 made in containers 3 for communication with the external space; tubes 5 made in containers 3 for output to the outer space of the terminals of the coil 1.

Катушка 1, создающая переменное магнитное поле H1, перпендикулярное пролету нейтронов, расположена внутри катушки 2, создающей постоянное магнитное поле Н0, параллельное пролету нейтронов.Coil 1, creating an alternating magnetic field H 1 perpendicular to the neutron span, is located inside the coil 2, creating a constant magnetic field H 0 parallel to the neutron span.

Размеры катушки 1 выполняются в соответствии с размерами нейтроновода, который будет располагаться внутри катушки 1.The dimensions of the coil 1 are made in accordance with the dimensions of the neutron guide, which will be located inside the coil 1.

На фиг.1 изображены также вектора напряженности магнитных полей, создаваемых устройством (совместно с источниками питания): H1 - вектор напряженности переменного магнитного поля, Н0 - вектор напряженности постоянного магнитного поля (линейное изменение Н0 вдоль пролетной базы обеспечивается благодаря тому, что соленоид имеет большое число витков в начале пролетной базы и малое - в конце ее), Нп - вектор напряженности магнитного поля, которое подмагничивает нейтроновод по всей его длине для обеспечения минимальных потерь интенсивности поляризованного нейтронного пучка (Нп создается внешними устройствами, не имеющими отношения к предлагаемому устройству).Figure 1 also shows the vector of the magnetic field strength generated by the device (together with power sources): H 1 is the vector of the intensity of the alternating magnetic field, H 0 is the vector of the intensity of the constant magnetic field (a linear change of H 0 along the span is provided due to the fact that the solenoid has a large number of turns in the beginning of the flight path and small - at its end), H n - magnetic field vector which magnetizing neutron over its entire length to ensure minimum loss field intensity polarized neutron beam (H n generated by external devices, not related to the proposed device).

Работает предлагаемое устройство следующим образом.The proposed device operates as follows.

В пространство, образованное катушками 1, вставляется нейтроновод 6. Как было указано выше, для переворота спина нейтронов необходимо создать два ортогональных друг другу магнитных поля. Катушка 1 в заявляемом устройстве (создающая переменное магнитное поле H1) подключена к генератору переменного тока. Но в отличие от прототипа эта катушка за счет того, что она состоит из двух одинаковых однослойных катушек, каждая из которых выполнена в виде спирали, противоположные сегменты которой изогнуты под прямым углом к плоскости спирали, будет создавать переменное магнитное поле, перпендикулярное пролету нейтронов. В то время как катушка 2, расположенная снаружи катушки 1, подключена к источнику постоянного тока и создает постоянное магнитное поле Н0, параллельное пролету нейтронов, в отличие от прототипа.A neutron guide 6 is inserted into the space formed by the coils 1. As mentioned above, for flipping the neutron spin, it is necessary to create two magnetic fields orthogonal to each other. The coil 1 in the inventive device (creating an alternating magnetic field H 1 ) is connected to an alternator. But unlike the prototype, this coil due to the fact that it consists of two identical single-layer coils, each of which is made in the form of a spiral, the opposite segments of which are bent at right angles to the plane of the spiral, will create an alternating magnetic field perpendicular to the passage of neutrons. While the coil 2, located outside the coil 1, is connected to a constant current source and creates a constant magnetic field H 0 parallel to the passage of neutrons, in contrast to the prototype.

Переворот спина нейтронов обеспечивается включением питания катушки 1. Когда питание включено, происходит адиабатический переворот спина нейтронов, когда оно выключено, то переворота спина нет.The neutron spin flip is provided by turning on the power of coil 1. When the power is on, an adiabatic flip of the neutron spin occurs, when it is turned off, there is no spin flip.

Так обеспечивается ортогональность магнитных полей, но при этом постоянное магнитное поле Н0 параллельно подмагничивающему полю Нп нейтроновода, что исключает возможность деполяризации потока поляризованных нейтронов.This ensures the orthogonality of the magnetic fields, but the constant magnetic field H 0 parallel to the magnetizing field H p of the neutron guide, which eliminates the possibility of depolarization of the polarized neutron flux.

Катушки 1 находятся практически при атмосферном давлении (длина пробега ионизирующих частиц в этих условиях чрезвычайна мала), поэтому исключается возможность возникновения коронного разряда между выводами и витками катушек 1. Продув воздуха через контейнеры 3 при помощи воздуховодов 4 позволяет отвести во внешнее пространство тепловыделение катушек 1.The coils 1 are practically at atmospheric pressure (the mean free path of ionizing particles is extremely short under these conditions), therefore, the possibility of a corona discharge between the terminals and turns of the coils 1 is excluded. By blowing air through the containers 3 using air ducts 4, the heat emission of the coils 1 can be removed to the outer space.

Контейнеры 3 изготовлены из диэлектрического материала, чтобы не экранировать и не искажать магнитное поле, создаваемое катушками 1.The containers 3 are made of dielectric material so as not to shield and distort the magnetic field generated by the coils 1.

Таким образом, в заявляемом устройстве (по сравнению с известным) нет постоянного магнитного поля, перпендикулярного вектору поля подмагничивания Нп нейтроновода и не происходит уменьшения интенсивности потока поляризованных нейтронов (нет деполяризации).Thus, in the inventive device (in comparison with the known one) there is no constant magnetic field perpendicular to the magnetization field vector N p of the neutron guide and there is no decrease in the intensity of the polarized neutron flux (no depolarization).

Предлагаемое устройство было разработано для использования на нейтронном пучке реактора FRM Мюнхенского Технического Университета.The proposed device was developed for use on a neutron beam from the FRM reactor of the Technical University of Munich.

Испытание работоспособности устройства было проведено на нейтронном пучке реактора ВВРМ Санкт-Петербургского Института Ядерной Физики (г. Гатчина).The device’s operability test was conducted on the neutron beam of the WWRM reactor at the St. Petersburg Institute of Nuclear Physics (Gatchina).

Основной целью испытаний было практическое определение эффективности переворота спина поляризованных нейтронов по всей апертуре пучка (90×220 мм2) в связи с использованием неординарных катушек 1.The main purpose of the tests was the practical determination of the efficiency of the spin flip of polarized neutrons over the entire aperture of the beam (90 × 220 mm 2 ) in connection with the use of extraordinary coils 1.

Испытания проводились при частоте осциллирующего поля 81 килогерц, амплитудном значении тока в катушках 1-4.5 ампера (амплитудное значение напряжения на выводах катушек при этом было равно 1400 вольт) и постоянном токе в соленоиде 2 - 0.95 ампера. Испытания производились на нейтронном пучке с длиной волны 2.13 ангстрема.The tests were carried out at an oscillating field frequency of 81 kilohertz, the amplitude value of the current in the coils 1-4.5 amperes (the amplitude value of the voltage at the terminals of the coils was equal to 1400 volts) and the direct current in the solenoid 2 - 0.95 amperes. The tests were carried out on a neutron beam with a wavelength of 2.13 angstroms.

По всему сечению (апертуре) пучка эффективность переворота спина поляризованных нейтронов не хуже, чем 0.995, что свидетельствует о высокой эффективности работы устройства. Аналогичная эффективность переворота гарантируется для нейтронов с большей длиной волны.Over the entire cross section (aperture) of the beam, the spin flip efficiency of polarized neutrons is no worse than 0.995, which indicates a high efficiency of the device. A similar flipping effect is guaranteed for neutrons with a longer wavelength.

ЛИТЕРАТУРА.LITERATURE.

1. Цулая М.И. Способ неадиабатического поворота спина нейтронов. Патент SU. Номер публикации 1358640, 1994, регистрационный номер заявки 1724299/25, 1971, основной индекс МПК G 21 K 1/093.1. Tsulaya M.I. The method of non-adiabatic rotation of the neutron spin. Patent SU. Publication number 1358640, 1994, registration number of the application 1724299/25, 1971, the basic index of the IPC G 21 K 1/093.

2. Рамзей Н. Молекулярные пучки. М., ИИЛ, 1960, 411 с.2. Ramsey N. Molecular beams. M., IIL, 1960, 411 p.

3. A.N. Bazhenov, V.M. Lobashev, A.N. Pirozhkov, V.N. Slusar, Nucl. Instr. and Meth. A 332 (1993) 535.3. A.N. Bazhenov, V.M. Lobashev, A.N. Pirozhkov, V.N. Slusar, Nucl. Instr. and Meth. A 332 (1993) 535.

4. S.V. Grigoriev, A.I. Okorokov, V.V. Runov, Nucl. Instr. and Meth. A 384 (1997) 453-455.4. S.V. Grigoriev, A.I. Okorokov, V.V. Runov, Nucl. Instr. and Meth. A 384 (1997) 453-455.

5. В.Н. Слюсарь, В.А. Князьков, А.Н. Пирожков: Препринт ПИЯФ N1164 (1986), 16 - прототип.5. V.N. Slusar, V.A. Knyazkov, A.N. Pirozhkov: Preprint PNPI N1164 (1986), 16 - prototype.

6. Ю.Г. Абов, А.Д. Гулько, П.А. Крупчицкий. Поляризованные медленные нейтроны. М.: Атомиздат, 1966.6. Yu.G. Abov, A.D. Gulko, P.A. Krupchitsky. Polarized slow neutrons. M .: Atomizdat, 1966.

Claims (1)

Устройство для адиабатического радиочастотного переворота спина поляризованных нейтронов, содержащее первую катушку, создающую переменное магнитное поле, и вторую катушку, создающую постоянное магнитное поле, отличающееся тем, что первая катушка создает переменное магнитное поле, перпендикулярное пролету нейтронов, и составлена из двух расположенных симметрично однослойных катушек, каждая из которых выполнена в виде однослойной спирали, противоположные сегменты которой изогнуты под прямым углом к плоскости спирали, и этими сегментами катушки установлены напротив друг друга, причем каждая однослойная катушка помещена в герметичный контейнер из диэлектрического материала, выполненный по форме катушки, и контейнеры имеют воздуховоды для обеспечения сообщения с воздушной средой, первые катушки размещены внутри второй катушки, выполненной в виде соленоида, и она создает постоянное магнитное поле, параллельное пролету нейтронов.A device for adiabatic radio-frequency flip of the spin of polarized neutrons, containing a first coil creating an alternating magnetic field, and a second coil creating a constant magnetic field, characterized in that the first coil creates an alternating magnetic field perpendicular to the passage of neutrons, and is composed of two symmetrically arranged single-layer coils , each of which is made in the form of a single-layer spiral, the opposite segments of which are bent at right angles to the plane of the spiral, and by these segment the coils are mounted opposite each other, with each single-layer coil placed in a sealed container made of dielectric material made in the shape of a coil, and the containers have air ducts to provide communication with the air, the first coils are placed inside the second coil made in the form of a solenoid, and it creates constant magnetic field parallel to the passage of neutrons.
RU2005108899/06A 2005-03-28 2005-03-28 Device for adiabatic radio frequency flip of spin of polarized neutrons RU2294572C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005108899/06A RU2294572C2 (en) 2005-03-28 2005-03-28 Device for adiabatic radio frequency flip of spin of polarized neutrons

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005108899/06A RU2294572C2 (en) 2005-03-28 2005-03-28 Device for adiabatic radio frequency flip of spin of polarized neutrons

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005108899A RU2005108899A (en) 2006-10-10
RU2294572C2 true RU2294572C2 (en) 2007-02-27

Family

ID=37435320

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005108899/06A RU2294572C2 (en) 2005-03-28 2005-03-28 Device for adiabatic radio frequency flip of spin of polarized neutrons

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2294572C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2495455C2 (en) * 2011-12-14 2013-10-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова" Method of picking up useful signal in spectrum of scattered neutrons from magnetic samples

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
US (Т.Е. STEPHENSON et al.) PHUS REV, 1994, №94, p.347. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2495455C2 (en) * 2011-12-14 2013-10-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова" Method of picking up useful signal in spectrum of scattered neutrons from magnetic samples

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005108899A (en) 2006-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20160147161A1 (en) Lithographic method
US4839059A (en) Clad magic ring wigglers
Alferov et al. The ondulator as a source of electromagnetic radiation
US9952513B2 (en) Undulator
Egedal et al. Plasma generation and confinement in a toroidal magnetic cusp
EP2357658A2 (en) Apparatus of electron cyclotron resonance ion source and manufacturing method thereof
US8130893B2 (en) Device and method for stimulation of magnetohydrodynamics
US20100066252A1 (en) Spiral rf-induction antenna based ion source for neutron generators
US20240074025A1 (en) High efficiency plasma creation system and method
CN112103756A (en) Spin terahertz transmitter with controllable polarization direction
RU2294572C2 (en) Device for adiabatic radio frequency flip of spin of polarized neutrons
Walker Synchrotron radiation
Khan Collective phenomena in synchrotron radiation sources
Tomimasu An electron undulating ring dedicated to VLSI lithography
Hulbert et al. 1. synchrotron radiation sources
Leneman et al. Shear Alfvén wave radiation from a source with small transverse scale length
US6194836B1 (en) Magnetic system, particularly for ECR sources, for producing closed surfaces of equimodule B of form dimensions
Seikai et al. Scattering of electromagnetic waves by a rotating electron-plasma column
SU820640A1 (en) Undulator
Mazouffre et al. Development of a High-Frequency Emissive Probe System for Plasma Potential Measurements in a Hall Thruster
Anashin et al. Project of the compact superconducting storage ring Siberia-SM
Tatchyn et al. Variable-period magnetostatic undulator designs based on iron-free current configurations
US20240187009A1 (en) Slow Atomic Beam Generator, Physical Package, Physical Package For Optical Lattice Clock, Physical Package For Atomic Clock, Physical Package For Atomic Interferometer, Physical Package For Quantum Information Processing Device, And Physical Package System
Sumbatyan et al. Methods and devices for reversing neutron polarization
Kline Resonant ion heating in a helicon plasma

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100329