SU1109032A1 - Способ монохромотизации пучка высокочастотного ускорител и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ монохрОматизации пучка высокочастотного ускорител , включающий дегруппировку пучка на выходе из ускорител  и последующее уменьшение его энергетического разброса в.продольном высокочастотном электрическом поле, отличающийс   тем, что, с целью сокращени  прот женности области монохроматиза- gSEOiB tli .: г - НН ,;;,Г.ДгЮТЕКА ции пучка без искривлени  оси транспортировки пучка, на пучок на участке дегруппировки сначала воздействуют поперечным высокочастотным , , электрическим полем, а затем - продольным аксиально-симметричным магнитным полем, при этом области воздействи  на пучок этих полей пространственно разделены и имеют конечную осевую прот женность. 2. Устройство дл  осуществлени  способа по П.1, содержащее дегруппирователь и расположенный за ним высокочастотный монохроматор. Отличающеес  тем, что, с целью сокращени  продольных размеров устройства без искривлени  его оси, де (Л группирователь вьлолнен в виде высокочастотного дефлектора и расположенного за ним магнитного соленовда., при этом высокочастотный дефлектор, магнитный соленоид и высокочастотный монохроматор соосны друг с другом.

Description

Изобретение относитс  к ускорительной технике, а более конкретно, к способам формировани  пучка- в линейных ускорител х,, и может быть использовано дл  монохроматизации пучка с временной структурой, имеющего энергетический разброс.

Известен способ монохроматизации пучка высокочастотного ускорител , включающий дегруппировку пучка поперечным магнитным полем и его последующую монохроматизацию высокочастотным электрическим полем.

СО О

Согласно известному способу, дл 

со to дегруппировки используетс  неизохронна  система формировани  пучка, кото;ра  состоит из трех поворотных магнитов , радиус и угол поворота которых подобраны с учетом того, чтобы система была бездисперсиоиной, и двух квадрупольных линз, обеспечивающих фокусировку пучка в обеих поперечных плоскост х.

Монохроматор представл ет собой высокочастотную секцию, фаза и ам- 3 плитуда высокочастотньсх колебаний в которой подобраны так, чтобы частицы со средней энергией не измен ли своей энергии, а частицы с большей энергией тормозились. Однозначна  св зь между фазой и энергией дости .гаетс  зависимостью длины траектори частиц в системе поворотных магнито с поперечным магнитным полем от эне гии частиц. Недостатком этого способа монохроматизации  вл етс  то, что пучок смещаетс  с оси ускорител  и не мо жет быть использован дл  дальнейшег ускорени . Наиболее близким по технической сущности  вл етс  способ монохроматизации пучка высокочастотного уско рител , включающий дегруппировку пучка на выходе из ускорител  и последующее уменьшение его энергетического разброса в продольном высок частотном электрическом поле. Согласно известному способу, дегруппировка пучка осуществл етс  в свободном от полей пр молинейном дрейфовом промежутке, за счет чего .обеспечиваетс  однозначна  св зь ме ду положением (фазой) частицы и ее энергией. Монохроматизаци  (выравни вание энергий) .осуществл етс  в высокочастотных секци х с бегущей или сто чей высокочастотной волно.й. Уменьшение энергетического разброса определ етс  возможностью раст жени первоначально сгруппированного пучка по фазам, т.е. дегруппирующими свойствами системы. Недостатком известного способа  вл етс  чрезмерно больша  прот жен ность области монохроматизации, т.к дл  рел тивистских электронных и ионных пучков длина зоны дегруппиро ки может составл ть сотни метров. Известно также и устройство дл  монохроматизации пучка высокочастот ного ускорител , содержащее неизохромную систему из трех поворотных магнитов и высокочастотный монохроматор . Недостатком известного устройства  вл етс  необходимое сцепле ние пучка с осью ускорител . Известно и второе устройство, содержаЕ1;ее дегруппироватеочь и распо ложенный за ним высокочастотный монохроматор . 24 Недостатком известного устройства  вл етс  больша  величина его продольных размеров. Целью данного изобретени   вл етс  сокращение прот женности в области монохроматизации пучка без искривлени  оси транспортировки пучка. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе монохроматизации пучка высокочастотного ускорител , включающем дегруппировку пучка на выходе из ускорител  и последующее уменьшение его энергетического разброса в продольном высокочастотном электрическом поле, на пучок на участке дегруппировки сначала воздействуют поперечным высокочастотным электрическим полем, а затем - продольным аксиально-симметричным магнитным полем, при этом области воздействи  на пучок этих полей пространственно разделены и имеют конечную осевую прот женность. Целью данного изобретени   вл етс  сокраш.ение продольных размеров устройства без искривлени  его оси. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве, содержащем дегруппирователь и расположенный за ним высокочастотньш монохроматор, дегруппирователь вьшолнен в виде высокочастотного дефлектора и расположенного за ним магнитного соленоида, при этом высокочастотный дефлектор, магнитный соленоид и высокочастотньй монохроматор соосны друг с другом. На фиг.1 представлена блок-схема устройства монохроматизации пучка ускорител , содержащего соединенные друг с другом высокочастотный дефлектор 1, магнитный соленоид 2, высокочастотный монохроматор 3, а также выводные каналы или продолжение ускорител  4. На фиг.2 представлена зависимость коэффициента монохроматизации пучка от коэффициента раст жени  сгустка. Предложенньм способ осуществл етс  при помощи устройства монохроматизации пучка ускорител  следующим образом . Пучок частиц с временной струк- . турой сначала дегруппируетс . Дегруппировка обеспечиваетс  использованием комбинации поперечного высокочастотного электрического пол  в дефлекторе и продольного магнитного пол  в соленоиде 2. Соленоид и дефлектор соосны с осью ускорител . В зависи5

мости от энерйгии и местоположени  частицы относительно фазы пол  i в дефлекторе, частицы приобретают различные радиальные Х и угловые

отклонени  X,, (начальное линейное и кI

угловое отклонение X , и XQ .равно нулю).

Хк --g- sinlia,

е 6d Хк ,

гдеЕ - энерги  частиц; d - длина дефлектора; - амплитуда поперечного электрического пол  в дефлекторе; (у„у- фаза сгустка относительно нул  пол  в дефлекторе. Фазова  прот женность первоначального сгустка достаточно мала. Таким образом, на входе соленоида частицы имеют в зависимости от энергии различные радиальноугловые характеристики. Движение частиц в соленоиде 2 существенно неизохронно и зависит от начальных радиально-угловых характеристик. При этом достигаетс  однозначна св зь между энергией частицы и ее положением в сгустке. При изменений пол  в соленоиде от О до 12ТА. Первоначально ЗО сгусток раст нетс  на 180°. В соосном с осью ускорителе монохроматоре 3 происходит выравнивание энергии частиц соответствующим подбором фазы и амплитуды ускор ющего пол . При этом средн   частица пролетает монохроматор в нулевом ускор ющем поле, частицы с большей энергией тормоз тс , с меньшей энергией ускор ютс . Уменьшение энергетического разброса зависит от степени дегруппировки первоначального пучка

Раст нутый пучок с уменьшенным энергетическим разбросом можно ускор ть , не наруша  его энергетического разброса в режиме фазопрременного ускорени , т.е. выбира  фазу инжекции

090326

пучка в ускор ющие секции +, -Cf, (f , ..., при этом темп ускорени  составит 70% от номинального. Пучок - с уменьшенным энергетическим спектром легче проводить по каналам транспортировки к мишен м, токопрохождение через которые существенно зависит от энерге.тического разброса.

10 Параметры устройства и режим его работы следует выбирать в общем слугчае из услови  достижени  максимальной величины коэффициента раст гжени  пучка К раст., так как при этом, сог15 фиг.2, повьшаетс  и степень монохроматизации, характеризуема  коэффициентом Указанный ко- ,

эффициент Kpgg . вычисл етс  по формуле

20

1

ДЕ 7s , e6d. 2.

К

sin (| per Ё /Дйфвх В

6Х

,d

i

2 + -z- (5

+ 1)

Е

25

X - длина волны высокочастотгде ного пол ; &Фе,у- первоначальна  фа.

ширина сгустка

Е иДЕ/К - средн   энерги  и энерге0 тический разброс частиц в сгустке;

d - длина дефлектора; 6 - амплитудное значение пол  в дефлекторе;

5

1 рассто ние между дефлектЬ- ром и соленоидом; .

Н напр женность магнитного пол  соленоида;

S е эффективна  длина соленоида;

0 зар д частицы.

Данное изобретение позволит заменить несколько ускорителей одним-бо45- лее простым и дешевым и позволит упростить конструкцию устройства.

/

2

/

фиг. 2

Claims (1)

1. Способ монохроматизации пучка высокочастотного ускорителя, включающий дегруппировку пучка на выходе из ускорителя и последующее уменьшение его энергетического разброса

в.продольном высокочастотном электрическом поле, о тличающийс я тем, что, с целью сокращения протяженности области монохроматиза-