SU1725411A1 - Квадрупольна линза - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к ускорительной технике и может быть использовано дл  разработки каналов транспортировки пучков зар женных частиц. По контуру круговой апертуры квадрупольной линзы установлены четыре полюса, каждый из которых состоит из двух согласно намагничен- ных блоков 2 и 3, выполненных из магнитотвердого материала. Особенностью конструкции линзы  вл етс  определенное угловое смещение между плоскост ми симметрии блоков в каждом полюсе, равное 30&. При этом увеличиваетс  амплитуда основного квадрупольного пол , а амплитуда шестой гармоники обращаетс  в нуль. За счет этого свод тс  к минимуму нелинейные искажени  пол , увеличиваетс  рабоча  часть апертуры линзы и снижаетс  необходима  масса твердых магнитов. Подстройка пол  линзы обеспечиваетс  внешними маг- нитопроводами 7 с обмотками 8.1 з.п. ф-лы, 2 ил. 10

Description

Изобретение относитс  к ускорительной технике и может быть использовано дл  разработки каналов транспортировки пучков зар женных частиц с магнитотвердыми возбудител ми рабочего магнитного пол .

Целью изобретени   вл етс  улучшение массогабаритных характеристик при увеличении относительного размера рабочей части апертуры линзы.

На фиг.1 изображена предлагаема  конструкци  квадрупольной линзы, поперечный разрез; на фиг.2 - графики основной и шестой гармонических составл ющих полей единичных квадруполей, сумма которых определ ет гармонический состав суммар- ного пол .

Предлагаема  конструкци  линзы (фиг.1) содержит круговую апертуру 1, по границе которой размещены четыре магнито- твердых полюса, каждый из которых состоит из двух блоков 2 и 3 из магнитотвердого материала . Каждый из этих блоков симметричен плоскости, проход щей через центральную ось апертуры 1, а эти плоскости симметрии смещены на угол 30°. С внешней стороны блоки 2 и 3 опираютс  на сварной цилиндр, состо щий из магнито- м гких участков 4 и немагнитных участков 5, соединенных сварными швами 6.

На магнитопроводах 4 имеютс  участки 7 с обмотками 8 управлени .

При составлении каждого пол  квадрупольной линзы(КЛ)из двух одноименно намагниченных блоков из магнитотвердого материала со смещением их осей симметрии на центральный угол 30° два квадрупол , образуемые этими блоками, суммируютс  так, что суммарное основное квадрупольное поле увеличивает свою амплитуду в 1,9 раза, а шеста  гармоника суммарного пол , внос - ща  основной вклад в образование нелинейности пол , становитс  равной нулю, так как шестые гармоники единичных квадруполей при смещении их осей на 30° станов тс  в противофазе и взаимно компенсируют друг друга.

При анализе погрешностей магнитного пол  в апертуре КЛ, вызванных его радиальной нелинейностью, в конструкци х КЛ с блоками из магнитотвердых материалов на границе апертуры без специальных мер по уменьшению шестой гармоники уровень высших гармоник составл ет: шеста  гармоника - пор дка 5% от основной, а дес та  гармоника - не более 0,5%.Это значит,что без компенсации шестой гармоники зона апертуры , в которой нелинейность пол  меньше 5 , имеет диаметр ,5 do, где do - диаметр апертуры КЛ.

При полной компенсации шестой гармоники в предлагаемой конструкции зона апертуры, в которой нелинейность пол  меньше б Ю увеличиваетс  до d2 0,8 do.

Например, при наибольшем размере поперечного сечени  ПЗЧ, равном 2 см, дл  прототипа di 4 см, а дл  предлагаемой конструкции d2 2,5 см.

Уменьшение диаметра апертуры КЛ при сохранении размера в ней зоны с гарантированным уровнем нелинейности пол , учи- тыва , что при этом уменьшаетс  в отношении di/da объем блоков, вызывает уменьшение внешних габаритов и массы КЛ.

Если особый интерес при этом составл ет и повышение градиента пол  в зоне с гарантированным уровнем нелинейности пол , то уменьшение в приведенном численном примере апертуры в 1,6 раз вызовет такое же относительное увеличение градиента пол . При этом, если без увеличени  градиента пол  объем блоков уменьшитс  в 2,5 раза, то с увеличенным градиентом пол  он уменьшитс  в 1,5 раза.

Разделение внешнего магнитопровода на отдельные участки в сочетании с разделением каждого полюса КЛ на два МТБ-блока позволило создать четыре независимые магнитные цепи, формирующие независимо друг от друга магнитные пол  в каждом квадранте апертуры КЛ. Если теперь снабдить каждую из этих магнитных цепей автономным органом регулировани , например маломощной обмоткой, намотанной на замыкающий магнитопровод, то может быть легко реализован алгоритм автоматической настройки магнитного пол  в апертуре КЛ.

На фиг.2 изображены графики гармонических составл ющих полей в апертуре КЛ: крива  9 - основна  (втора ) гармоника пол  квадрупол , образованна  полуполюсом 2-е центрально-симметричными ему полюсами; крива  10 - основна  гармоника квадрупол  с полюсами 3; кривые 11 и 12 - соответственно шестые гармоники этих же квадруполей .

Claims (2)

1. Квадрупольна  линза, содержаща  полюса из магнитотвердого материала, каждый из которых состоит из двух блоков, соприкасающихс  с границей круговой апертуры линзы и симметричных относительно плоскости, проход щей через ось линзы, отличающа с  тем, что, с целью улучшени  массогабаритных характеристик при увеличении относительного размера рабочей части апертуры линзы, центральный угол между плоскост ми симметрии двух блоков в каждом из полюсов равен 30°.

517254116

2. Линза по п. 1,отличающа с  нены между собой магнитопроводами, изо- тем, что ближайшие друг другу блоки в каж- лированными по магнитному потоку от маг- дом из двух разноименных полюсов соеди- нитопроводов между остальными блоками.

9 11 /

10

12

Фиг.2