SU1077068A1 - Кольцевой циклотрон - Google Patents

Abstract

КОЛЬЦЕВОЙ 1ЩКЛОТРОН, содержащий секторные электромагниты с магнитопроводами и обмоткой возбуждени  и инжектор ускор емых частиц. выполненный в виде циклотрона с азимутально-симметричными полюсами электромагнита, отлич а. юадийс   тем, что, с целью уменьшени  габаритов и уцро1цен11 , аэи тальносимметричные полюса 1шклотрона расположены внутри сектсфных электромагнитов и имеют общую с ними ось симметрии и медианную плоскость, в обращенных к общей оси симметрии уч астк ах магии топроводЬв секторных электромагнитов выполнены проемы, , торцы которых примжают к цилиндрическим поверхност м аэиМутально-симметричных полюсов циклотрона, а обмотка возбуждени  выполнена в виде двух сиАшетричных относительно медианной плоскости кольцевых катушек, расположенных внутри секторных магнитопроводов . Ч о О5 00

Description

Изобретение относитс  к ускорительной технике и может быть использовано при проектировании кольцевых циклотронов, предназначенных дл  ускорени  пучков зар женных частиц до энергий несколько сот МэВ.

Известен кольцевой циклотрон, содержащий электромагнит, составленный из четырех секторных замкнутых электромагнитов, и ускор ющую систему , состо щую из двух резонансных систем,

В известном устройстве инжекци  частиц осуществл етс  от системы внешней инжекции, котора  состоит из ускорител  Ван-де-Граффа, рассчитанного на ускорение частиц до б МэВ, двух банчеров и систем транспортировки и ввода пучка в циклотрон l .

Недостатками данного устройства  вл ютс  сложность изготовлени  магнитов-секторов , обусловленна  необходимостью изготовлени  обмоток возбуждени  сложной конфигурации дл  каждого сектора/ использование ускорител -инжектора и большого набора элементов транспортировки пучка от Инжектора до циклотрона, что обусловливает соответственно, высокую стоимость системы инжекции, а также ускорител  Ван-де-Граффа, так как Возникает необходимость применени  банчеров, вызванна  требованием Синхронизации поступлени  банчей с Рабочей частотой ускор ющей скстемы Циклотрона, Это усложн ет- систему Инжекции и ее эксплуатацию.

Кроме того, возникают трудности размещении оборудовани  систем ввода инжектируемых частиц и в ее Обслуживании, обусловленные необходимостью размещени  этого оборудовани  в центре циклотрона при ограниченных размерах места дл  него, И, наконец, дл  размещени  ускорител -инжектора требуетс  дополнителйое помещение, что влечет за собой Соответствующие затраты средств на бго строительство.

Наиболее близким к предлагаемому Явл етс  кольцевой циклотрон, соЧержащий секторные электромагниты 9 магнитопроводами и обмоткой возвуждени  и инжектор ускор емых , выполненный в виде циклотрона с азимутально-симметричными полюса электромагнита.

В известном устройстве транспортировка от диклотро а-инжектора и ЙВод в кольцевой циклотрон пучка З скоренных частиц обеспечиваетс  flBl помощи фокусирующих и отклон юЩКК . электромагнитных устройств,

, Приме.нение в качестве инжектора ВД1клотрона способствует некоторому У1 ощению системы инжекции, так как

здесь можно согласовать рабочие частоты ускор ющих систем циклотронаинжектора и кольцевого циклотрона и не требуютс  дополнительные устройства - банчеры Д ,

5 .Недостатками известного устройства  вл ютс  его большие габариты, что св зано с необходимостью размещени  двух циклических ускорителей . кольцевого циклотрона и циклотрона0 инжектора, а также высока  стоимость , что св зано с наличием двойного количества источников питани , вакуумных камер и других конструктивных элементов,

5 Цель изобретени  - уменьшение габаритов и упрощение устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в кольцевом циклотроне, содержащем секторные электромагниты

0 с магнитопроводаки и обмоткой возбуждени  и инжектор ускор емых частиц , выполненный в виде циклотрона с азимутально-симметричными полюсами электромагнита, азимутально-сим5 метричные полюса циклотрона расположены внутри секторных электромагнитов и имеют общую с ось симметрии и медианную плоскость, в обращенных к общей оси симметрии учар . стках магнитопроводов секторных электромагнитов выполнены проемы, торцы которых примыкают к щ пиндрическим поверхност м азимутально-симметричных полюсо-в циклотрона, а обмотка возбуждени  выполнена в виде двух симметричных относительно медианной плоскости кольцевых катушек , расположенных внутри секторных магнитопроводов,

На фиг. 1 показан циклотрон,

0 разрез; на фиг, 2 - сечение А-тА на фиг. 1.

Кольцевой циклотрон содержит электромагнит, составленный из четырех секторных магнитопроводов 1, ци5 линдрических полюсов 2, обмотки 3 возбуждени , ускор ющую систему, составленную как «инимум из двух резонансных систем 4, вакуумную камеру 5 и аксиальный ионный источ0 ник 6, введенный в камеру через отверстие в похоосе электромагнита, В состав электромагнитов вход т также полюсные наконечники 7 и 8, I

Зар женные частицы поступгцот из

- ионного источника 6, гицинируютс  и ускор ютс  напр жением, приложенным к ускор ющим электродам (дуантам ) и в районе полюсо, 2 ускор ютс  как в обычном (в классическом)

0 циклотроне, а при выходе за пределы цилиндрических полюсов и после при достижении определенной энергии переход т в режим кольцевого ускорени  и ускор ютс  до высоких конеч5 ных энергий (до нескольких сот МэВ) ..

По сравнению с.прототипом предлагаемый циклотрон в коьетлексе констjpyKTHBHO против, менее трудоемок в изготовлении, проще и экономичнее в эксплуатации, так как в нем отсутствуют отдельный циклотрон-инжектор, предварительно ускор ющий ионы, система вывода пучка ускоренных частиц из него и система ввода (инжекп ции) пучка в кольцевой циклбтрой. -; Кроме того, сокращаетс  плсхцадьг занимаема  ускорителем в комплексе, т.е. снижаютс  затраты на строительство помещени .

Claims (1)

1. КОЛЬЦЕВОЙ ЦИКЛОТРОН, содержащий секторные электромагниты с магнитопроводами и обмоткой возбужденйяи инжектор ускоряемых частиц, выполненный в виде циклотрона с азимутально-симметричными полюсами электромагнита, отлич а. ю щ и й-с я тем, что, с целью уменьшения габаритов и упрощения, азимутальносимметричные полюса циклотрона расположены внутри секторных электромагнитов и имеют общую с ними ось симметрии и медианную плоскость, в обращенных к общей оси симметрии уч астк ах магни топроводов секторных электромагнитов выполнены проемы, торцы которых привыкают к цилиндрическим поверхностям азимутально-симметричных полюсов циклотрона, а обмотка возбуждения выполнена в виде двух симметричных относительно меди- t энной плоскости кольцевых катушек, расположенных внутри секторных магнитопроводов