SE439229B - Magnetpolkonstruktion for en isokron-cyklotron - Google Patents

Description

in) 25 Ål) Uf) ._ .-V,.-_-.... . ..._...,.-...,...... w- 8001724-7 2 förmågan att avge skilda, exakt kontrollerade strömmar till de olika lindningarna. En ytterligare nackdel är följande. När ett mellanliggande kompletteringsmagnetfält erfordras under drift, måste en motsvarande serie av diskreta elektriska strömmar - av- sedda att tilldelas olika lindningsgrupper - fastställas medelst interpolering eller extrapolering av kända serierav elektriska strömmar. Härvid erfordras en dator för att korrekt svar skall erhållas på kortastmöjliga tid.

Uppfinningen har till ändamål att tillhandahålla en för en isokron-cyklotron avsedd magnetpolkonstruktion som är enkelt upp- byggd och lätt att driva. Enligt uppfinningen uppnås detta därige- nom, att magnetpolkonstruktionen uppvisar de i patentkravet 1 an- givna kännetecknen. _ Magnetpolkonstruktionen innefattar således ett par mot varand- ra riktade eltkromagnetpoler, vilka vardera på sin polyta uppbär en spiralfornad lindning. Antalet lindningsvarv per radiell lëngd~ enhet, dvs. "lindningstätheten" i radiell led, är proportionellt mot radien.

Uppfinningen förklaras närmare nedan under hänvisning till den bifogade ritningen. Pig. 1 visar i sin övre halva den radiella fördelningen av erforderlig relativ magnetisk fältstyrka i en isokron-cyklotron, under det att denna figurs undre halva visar ett längdsnítt av en enligt uppfinningen utförd magnetpolkonstruktion, varvid denna undre halva är relaterad till figuren: övre halva.

Pig. 2 är en perspektivvy av en magnetpolkonstruktion utförd enligt en utföringsform av uppfinningen.

Såsom framgår av ritningen används ett par mot varandra riktade elektromagnetpoler 1 för alstring av det magnetiska huvudfältet.

Hagnetpolernas avsmalnande form tillförsäkrar att den relativa fältstyrkans radiella fördelning förblir oförändrad även om huvud- fältets styrka skulle ändras. En enda spiralformad lindning 2, vars líndningstäthet i en given punkt är proportionell mot den till punkten hörande radien, är anbragt på magnetpolytan. Antages att en given, konstant elektrisk ström I flyter genom denna lindning, kan den uppkomna, kompletterande magnetiska fältstyrkan B(r) i radiell riktning bestämmas på följande sätt.

Antalet varv vid ett givet radiellt avstånd r från magnetpolens centrum är lika med nr zlr, där n står för lindningstätheten vid en referensradie. Den magnetiska fältstyrkan vid ett givet avstånd r hestämmes härvid ur sambandet r' B = nr I av = (1/2) n Irz Cr) 0 20 ..._- l-fiärc ., 3 ~ 8001724-7 Av denna ekvation är det uppenbart, att om en given elektrisk ström flyter genom lindningen, så blir den magnetiska fältstyrkan proportionell mot kvadraten på radien. Om den genom lindningen fly- tande strömmen är proportionell mot partiklarnas maximala rörelse- enrgi upphöjd till 3/2, alstras således det i en isokron-cyklotron erforderliga, kompletterande magnetfältet.

Pig. 2 visar en magnetpolkonstruktion utförd i enlighet med en utföringsform av uppfinningen. Vid denna utföringsform används så- ledes två mot varandra vända, avsmalnande magnetpoler 1. I stället för dessa avsmalnande magnetpoler 1 kan emellertid även cylindríska magnetpoler (visas ej) användas om magnetfältet är relativt svagt, exempelvis 1 Wb/mg, och förorsakar försumbar mättningsverkan vid polkanterna. Den konvergerande sidan av den avsmalnande magnetpo- len är företrädesvis utförd i överensstämmelse med cosh r eller Er, varigenom mättningsverkan vid polkanterna modereras och felaktigheter i det uppkomna magnetfältet reduceras.

Såsom framgår av fig. 2 är fyra tunna, kilformade järnpartier 3 placerade på respektive magnetpols polyta, varigenom magnetfältet kan påverkas i omkretsriktningen. Lindningen är belägen ovanpå järn- partierna 3 men kan dock även ligga under dessa. fu, »_~,«

Claims (3)

h. Gray-exe «~« _ It e c k n a d 8001724-7 q Patentkrav

1. Magnetpolkonstruktíon för en isokron-cyklotron, k ä n n e- t e c k n a d av att den innefattar ett par motvarandra riktade elektromagnetpoler (1), vilkas polytor u ppbär var sin spiralformad spole (2) , som är utformad så att antalet lindníngsvarv per radiell längdenhet är proportionellt mot radien.

2. Hagnetpolkonstruktion enligt kravet 1, n a d av att magnetpolerna (1) är avsmalnande

3. Hagnetpolkonstruktion enligt kravet 2, n a d k ä n n e t e c k- eller cylindriska. k ä n n e t e c k- av att magnepolerna (1) är försedda med ett antal tunna, fö- reträdesvis kílformade järnstycken (3). u. Hagnetpolkonstruktion enligt något av kraven 1-3, k ä n n e- av att vardera spolen (2) påtryckes en ström, vars storlek är proportionell mot de accelererade partiklarnas max rörelseenergi upphöjd till 3/2. imala