SU1148550A1 - Устройство дл диагностики параметров электронно-ионных колец - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОННО-ИОННЫХ КОЛЕЦ, содержащее ускорительную трубку, в которой расположены зеркала дл  от ражени  синхротронного излучени  исследуемого кольца, систему дл  регистрации и обработки синхротронного излучени , отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства за счет увеличени  числа контролируемых параметров кольца, на внутренней поверхности трубки по окружности установлены три плоских зеркала, отражающие поверхности которых параллельны продольной оси трубки, а к вертикальной оси трубки отражающие поверхности двух из этих зеркал расположены под углом 45 и отражающа  поверхность третьего зеркала под угломо{, удовлетвор ющим выражению/ ЯЧо оС -arcsm Z(RT-) где R- - радиус ускорительной трубки; - радиус кольца в начальный момент времени до его ускорени ; (Л 0 - высота сегмента, образованного зеркалом и внутренней поверхностью ускорительной трубки, при гтом четвертое зеркало, выполненное в виде призмы, установлено на оси ускорительной трубки под углом 4 2ot к вертикальной оси и под углом 00 45 к плоскости поперечного сечени  ел трубки. СЛ

Description

I Изобретение относитс  к ускорительной технике, а именно к коллективному ме.оду ускорени  ионов, и может быть использовано дл  измереНИН размеров, скорости, смещени  электронно-ионных колец, а также дл  измерени  нело-цорых характеристик синхротронного излучени  (СИ) кольцёвьк сгустков, . , . Известно устройство дл  определе Н1   ;;1 азмеров электронных колец, основ ное на том, что при продольном движении электронное кольцо высаживаетс  на металлическую мишень, с наружной стороны которой расположен сцинтилл тор, Этот сцинтнлл тор светитс  под действием тормозного J-излучени  в месте высадки электро нов кольца. По форме световой вспыш ки можно определить лишь поперечные размеры кольца, которые в процессе измерени  разрушаютс . Продольные размеры данным устройством определить нельз . Наиболее близким к изобретению техническим решением  вл етс  устройство дл  диагностики параметров электронно-ионных колец, содержащее ускор ющую трубку, в которой рас-положены зеркала дл  отражени  синкротронного излучени  кольца, систему регистрации и обработки синхро тронного излучени  и источник монохроматического излучени . Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства за счет увеличени  числа контролируемых параметров кольца. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном устройстве дл  диагностики параметров электронноионных колец, содержащем ускорительную трубку, в которой расположе ны зеркала дп  отражени  синхротрон ного излучени  исследуемого кольца, систему дл  регистрации и обработки синхротронного излучени , на внутре ней поверхности трубки по окружности установлены три плоских зеркала, отражающие поверхности которых параллельны продольной оси трубки, а к вертикальной оси трубки отражаю щие поверхности двух из этих збркал расположены под углом 45и отражающа  поверхность третьего зеркала под углом о(, удовлетвор ющим вы ражению:. ; 0 lot avcsin 2(RT-ot) где RT радиус ускорительной трубки; R ко радиус кольца в начальный момент до его ускорени ; ( - высота сегмента, образованного зеркалом и внутренней поверхностью ускорительной трубки, при этом четвертое зеркало, выполненное в виде призмы, установлено на оси ускорительной трубки под углом 2о.к вертикальной оси и под углом 45 к плоскости поперечного сечени  трубки . На фиг.1 приведено поперечное сечение устройства; на фиг.2 - расположение устройства в ускорительной трубке , на фиг.З - схема устройства в плоскости YZ; на фиг.4 сечение кольца на экране. Устройство дл  диагностики параметров электронно-ионных колец содержит одинаковые зеркала 1-3, установленные по окружности ускорительной трубки 4, и плоское зеркало 5, располагаемое в центре трубки 4. На фиг.2 показан шток 6 и . . указаны продольный 7 и поперечный 8 размеры пучка, На фнг.З показаны приемник 9 излучё1ш  и экран 10, на фиг.4 приведе1а1 два следа в виде полосок 11 и 12 и показан радиальный размер кольца 13. Зеркала 1, 2 расположены под углом 45 к вертикальной оси OY. Угол oL установки зеркала 3 и угол 2 с/ установки зеркала 5 по отношению к оси OY завис т от геометрических параметров кольца и ускорительной трубки и определ ютс  выражением ol.CX.CSm (,%) Плоскости зеркал 1-3 перпендикул рны плоскости кольца, а зеркало 5 наклонено под углом 45° к плос ,кости кольца. При таком расположеНИИ зеркал синхротронное .излучение от сечений несмещенного кольца радиуса R ц попадает в центр зеркала 5 и дальше отражаетс  в аксиальном направлении к приемнику 9 излучени ,

3

Позици ми 14,15,16 обозначен ход .световых лучей от противоположных сечений кольца. Л, В, А , В - противоположные сечени  кольца, сплошной линией показано положение электронного кольца, когда центр на одитс  в точке О, пунктирной - когда в точке о , ДУ, - смещени  изображений, КК - ось синг- етрни.

При поко щемс  кольце устройство работает следуюшдш. образом, Синхротронпое излучение от двух противоположных сечеиий А и В кольца,расположенного коаксиально с трубой, отражаетс  от зеркал 1-3 в плоскости кольца XY, а затем выводитс  из этой плоскости зеркалом 5 и попадаат на приемник 9 излучени . При этом изображени  сечений А и В на экране сливаютс  в одно. Если кольцо смещаетс  как цeJюcотносительно трубы ускорени  на рассто шге дУ, то изображени  протилополозк .ных сечений расход тс  и сггсщаютс  на рассто пие 2у, Смеш.епис кольца в горизонтальном направлении OY не влилет на поло сение изображений . Начина  с некоторой величины смещени , лучи от сечени  С MorjT попадать на экран. Тогда по его по влению можно судить одновременно и о смещении в направлении ОХ, Отличить изображени  сечений А,В,С кольца друг от друга можно как при помощи последовательного закрывани  зеркал, так и по величине сигнала с детектирующей аппаратуры. Это следует из того, что при отражении часть света рассеиваетс  н поглодаетс , при этом свет от сечеки  В отражаетс  от четьфех поверхностей , С - от трех, А - от двух. Дп  контрол  смещени  по оси ОХ неоходимо все устройство развернуть на

90

Вследствие узкой направленности синхротронного излучени  (раствор пор дка 1°) соседние участки кольца не дают вклад в образование изображени .

При движении кольца вдоль оси OZ устройство работает следующим образом. Изображени  сеченш А и В на зеркале 5 будут смещатьс  вдоль параллельных пр мых, иаклоненны с под углом 2d. к оси ОХ, поэтому на экране 10 получаетс  картина в виде

1485504

двух следов 11, 12, показанна  на фиг.4.

Если заранее разместить источни света между зеркалами Е сечении А г (фиг.1) и получить его изображени  на экране 10, то можно определить смещение AYi и АУг кольца. При этом, если это означает, что радиус кольца измешшс , тогда

JO новый радиус кольца определ етс  как

R -R 4 Vi-uVl

KK +г

Чо

Таким образом, радиус кольца и радиальиыг размер сх  (см.фиг.4) можно измерить, использу  фотографический метод.

Определение остальных параметров кольца рассмотрим в примере.

Дн  определени  продольных размеров Qг кольца необходимо использовать прибор с пространственновременным разрежением - диссектор (на чертеже не показано). При этом, если за врем  развертки прибора кольцо не успевает сместитьс  на лолозину своего размера, определение а будет достаточно точным.

Располага  плоскость фотокатода диссектора на пути синхронного излучени  (см.фиг.З), получаем в результате угловое распределение синхротронного излучени , что несет 5 в себе информацию о наличии ионов в кольце.

Если использовать диссектор в работы фотоэлектронного умнолштел  (без временной развертки), можно определ1 ть скорость кольца )Спо длительности сигнала с : , где & - размер зеркал в аксиальном направлении.

По величине сигнала можно также судить о количестве электронов Ng в кольце. Дл  этого нужно откалибровать диссектор по эталоуному источнику света или по другому датчику .

0 Дп  контрол  параметров вдоль всего канала ускорени  устройство перемещают вдоль оси OZ. Предлагаемое устройство позвол ет увеличить число контролируемых .параметров 5 кольца.

/////////////

Y//////////////////////////

f f

7 ,

Фае. 2

Claims (2)

1. _; УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОННО-ИОННЫХ КОЛЕЦ, содержащее ускорительную трубку, в которой расположены зеркала для отражения синхротронного излучения исследуемого кольца, систему для регистрации и обработки синхротронного излучения, от лич ающее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет увеличения числа контролируемых параметров кольца, на внутренней поверхности трубки по окружности установлены три плоских зеркала, отражающие поверхности которых параллельны продольной оси трубки, а к вертикальной оси трубки отражающие поверхности двух из этих зеркал расположены под углом 45° и отражающая поверхность третьего зеркала под угломс£, удовлетворяющим выражению ,

   1 d -arcsin

   R ко
2. 2(R_T-d) где R_T - радиус ускорительной трубки;

   Rfo- радиус кольца в начальный момент времени до его ускорения;

   с/ - высота сегмента, образованного зеркалом и внутренней поверхностью ускорительной трубки, при этом четвертое зеркало, выполненное в виде призмы, установлено на оси ускорительной трубки под углом 2 & к вертикальной оси и под углом 45 к плоскости поперечного сечения трубки.