SU1497773A1

SU1497773A1 - Магнитна линза квадрупольного типа

Info

Publication number: SU1497773A1
Application number: SU864079204A
Authority: SU
Inventors: Ара Ашотович Оганджанян
Original assignee: Предприятие П/Я М-5629
Priority date: 1986-05-20
Filing date: 1986-05-20
Publication date: 1989-07-30

Abstract

Изобретение относитс к ускорительной технике и может быть использовано при разработке устройств фокусировки зар женных частиц в ускорител х и системах транспортировки пучков большой прот женности. Целью изобретени вл етс повышение точности фокусировки зар женных частиц в линзе путем устранени вли ни краевых эффектов. Цель достигаетс тем, что расположенные в четырех секторах линзы проводники 2 периодически изогнуты вдоль оси линзы и расположены в плоскост х, проход щих через ось линзы. Подключение проводников 2 к источникам питани в совокупности со сдвигом их вдоль оси линзы на половину периода изгиба, а также наличие встречно включенных проводников 3, имеющих пр молинейную форму, обеспечивает обращение в ноль посто нной вдоль оси линзы составл ющей суммарного магнитного пол и по вление поперечной составл ющей суммарного магнитного пол , имеющей квадрупольную структуру. Это обеспечивает жесткую знакопеременную фокусировку зар женных частиц по всей осевой прот женности линзы. 3 з.п.ф-лы, 9 ил.

Description

(21)4079204/24-21

(22)20.05.86

(46) 30.07.89. Бкш. № 28 (72) А.А.Оганджан н

(53)621.384.6 (088.8)

(56)Бенфорд А. Транспортировка пучков зар женных частиц. М.: Атомиздат, 1979, с. 108-115.

Труды Всесоюзного совещани по ускорител м зар женных частиц. М.: Из-во ВИНИТИ, 1979, с. 287-291.

(54)МАГНИТНАЯ ЛИНЗА КВАДРУПОЛЬНОГО ТИПА

(57)Изобретение относитс к ускори - тельной технике и может быть использовано при разработке устройств фокусировки зар женных частиц в ускорител х и системах транспортировки пучков большой прот женности. Целью изобретени вл етс повышение точности фокусировки зар женных частиц

в линзе путем устранени вли ни краевых эффектов. Цель достигаетс тем, что расположенные в четырех секторах линзы проводники 2 периодически изогнуты вдоль оси линзы и расположены в плоскост х, проход - ших через ось линзы. Подключение проводников 2 к источникам питани в совокупности со сдвигом их вдоль оси линзы на половину периода изгиба , а также наличие встречно включенных проводников 3, имеющих пр молинейную форму, обеспечивает обра- П1ение в ноль посто нной вдоль оси линзы составл ющей суммарного магнитного пол и по вление поперечной составл ющей суммарного магнитного пол , имеющей квадрупольную структуру . Это обеспечивает жесткую знакопеременную фокусировку зар женных частиц по всей осевой прот женности линзы. 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

с S

(/)

фиг.

3149

Изобретение относитс к ускорительной технике, и может быть использовано при разработке устройств фокусировки зар женных частиц в ускорите1т х и системах транспортировки пучков большой прот женности. Цель изобретени - повышение точности фокусировки за1) женных частиц в магнитной линзе путем устране- ни вли ни краевых эффектов.

Па фиг.1 изображена схема предлагаемой магнитной линзы с одной гругтой периодически изогнутых проводников в каждом из секторов; на фиг.2 - поперечное сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - поперечное сечение В-В на фиг.1; на фиг.4 - схема магнитной линзы с пр молинейными проводниками в каждом из секторов; на фиг.З - поперечное сечение А,- А,- на фиг.4; на фиг.6 - поперечное сечение В,- В, на фиг.4; на фиг.7 - схема магнитной линзы с двум группами периодически изогнутых провод- НИКОВ в каждом из секторов; на фиг.8- пойеречное сечение А - А на фиг.7; на фиг.9 - поперечное сечение В на фиг.7.

Магнитна линза содержит цилиндр 1, охватывающий рабочую область линзы , снаружи которого в каждом из секторов расположены периодически изогнутые проводники 2, подключенные к, источникам питани , и пр молинейные проводники 3, также расположенные в каждом из секторов.

На всех фигурах изображен наиболее простой схематический вариант выполнени магнитной линзы с числом проводников не более двух в каждом из секторов, но в реальных конструкци х магнитной линзы число изогнутых и пр молинейных проводников, расположенных в каждом из четырех секто- ров, может быть увеличено.

На всех поперечных сечени х магнитной линзы (фиг.2, фиг.З, фиг.З, фиг.6, фиг.8и фиг.9) крестом (+) и точкой ( обозначено направление тока в проводниках. Длина периода изгиба проводников во всех вариантах выполнени магнитной линзы должна быть больше диаметра цилиндра, чтобы уменьшить гашение пол , создаваемого данным участком проводника, пол ми близлежащих участков с обратными направлени ми токов. Например, при диаметре П1ши1щра , равном 0,06 м, и

длине периода изгиба, равной 0,1 м, уменьшение фокусирующего пол противоположно направленным полем соседнего участка будет пор дка 10%. Максимальные рассто ни от оси периодически изогнутых проводников или глубину изгиба во всех вариантах выполнени магнитной линзы выбирают из услови , чтобы вклад в магнитное поле от удаленных участков был минимален . Например, при диаметре цилиндра , равном 0,06 м, длине периода, равной 0,1 м, и рассто нии до удаленных от оси участков, равном 0,06 м, уменьшение амплитуды фокусирующего пол полем удаленных участков будет пор дка 10%.

Магнитна линза работает следующим образом.

Включают источники 4 питани и пучок зар женных частиц ввод т в магнитную линзу. В первом варианте выполнени магнитной линзы (фиг.l) пол , создаваемые проводниками с током в двух противоположных секторах , фокусируют пучок зар женных частиц в одном направлении и дефоку сируют в другом, а пол создаваемые проводниками из двух других секторов дефокусируют пучок зар женных частиц в первом направлении и фокусируют во втором. Пучок зар женных частиц проходит через чередующиес участки, где сильнее поле от проводников то первой пары секторов, то второй, чем и достигаетс жестка фокусировка пучка зар женных частиц магнитной линзой квадрупольного типа.

Во втором варианте вьтолнени магнитной линзы (фиг,4) по ле, создаваемое изогнутой обмоткой, фокусируе пучок зар женных частиц в одном направлении и дефокусирует в другом, а поле, создаваемое пр молинейной обмоткой, дефокусирует пучок зар женных частиц в первом и фокусирует во втором направлени х за счет встречного включени этих обмоток в каждом из секторов. При этом ток в изогнутой обмотке в два раза больш тока в пр молинейной обмотке. В результате на участках сближени обмоток преобладает поле, создаваемое изогнутой обмоткой, т.е. фокусировка в одном направлении, а на участках удалени обмоток фокусировка в противоположном направлении, т.е. в итоre также имеет место жестка фокусировка квадрупольного типа.

В третьем варианте выполнени магнитной линзы (фиг.7) поле одной изогнутой обмотки фокусирует пучок зар женных частиц в одном направлении и дефокусирует в другом, а поле сдвинутой на половину периода изогнутой обмотки в этом же секторе дефокусирует пучок зар женных частиц в первом и фокусирует во втором направлени х. При этом вдоль оси линзы создаютс чередующиес участки , где сильнее то поле первой обмотки , то поле второй. Наличие таких чередующихс участков обеспечиваетс тем, что вблизи участков, где проводники первой обмотки удалены от оси, сильнее поле второй обмотки, а в соседних с ними участках, где удалены проводники второй обмотки, сильнее поле первой обмотки. В ре- зельтате (также как и в двух первых случа х) обеспечиваетс жестка фокусировка пучка зар женных частиц I магнитной линзой квадрупольного типа

В предлагаемой магнитной линзе квадрупольного типа (в отличие от прототипа) отсутствуют соединительны участки обмотки, 1 оторые ориентированы в азимутальном направлении, т.е. перпендикул рно проход щей через ось линзы плоскости, за счет чего исключаетс вли ние краевых эффектов .

Claims

Формула изобретени

1, Магнитна линза квадрупольного типа, содержаща подключенные к источникам питани проводники, ориентированные на отдельных участках параллельно оси линзы, и расположенные в четырех секторах, смещенных в азимутальном направлении один относитель- 90,

ного другого на

отличаю0

5

0

5

0

5

0

5

ща с тем, что, с целью повышени точности фокусировки зар женных частиц в линзе путем устранени вли ни краевых эффектов, в нее введены периодически изогнутые вдоль оси линзы проводники одинаковой формы , расположенные в проход щих через ось линзы плоскост х, которые подключены к источникам питани из услови обращени в ноль посто нной Эдоль оси линзы составл ющей суммарного от всех проводников магнитного пол ,
2.Линза по п.I, отличаю - щ а с тем, что проводники

в каждом из секторов смещены вдоль оси линзы на половину периода изгиба относительно проводников в соседнем секторе, при этом проводники во всех секторах подключены к источнику питани параллельно.
3.Линза ПОП.1, отличающа с тем, что в плоскост х изгиба периодически изогнутых проводников расположены дополнительные пр молинейные проводники, при этом периодически изогнутые проводники в соседних секторах подключены к источникам питани встречно друг другу,

а дополнительные пр молинейные проводники подключены к источникам питани встречно периодически изогнутым проводником в каждом из секторов.
4.Линза поп.1,отличаю- щ а с тем, что в каждой из плоскостей, проход щей через ось линзы , и в каждом из секторов, расположено по два периодически изогнутых вдоль оси линзы проводника, смещенных друг относительно друга вдоль оси линзы на половину периода изгиба и подключенных к источникам питани встречно друг другу, а пары проводников в соседних секторах подключены к источникам питани встречно друг другу.

-Ч

г в

8-В

А-А

Фиг.2(ii2.5

At вг

Фиг.1 АГ-А

Bi-Bf

Фие.5