Способ измерения частот бетатронных колебаний кольцевых электронных пучков Советский патент 1984 года по МПК H05H11/00 

W

Изобретение относится к ускорительной технике, а именно к коллективному методу ускорения ионов эт ектронными кольцами, и может быть использовано для определения аксиальных частот бетатронных колебаний электронов в процессе сжатия электронно-ионных колец.

Известен способ измерения частот бетатроннык колебаний кольцевьк электронных пучков, включакщий воздействие на пучок внешним высокочастотным полем

Согласно известному способу для нахождения частот используют раскачку бетатронных колебаний внешним высокочастотным полем. Отклик кольца регистрируют при измерении амплитуды колебаний светящегося сечения кольца в синхротронном свете,

Недостатком известного . является то, что в процессе измерения происходит изменение состояния копьца, что затрудняет .в ряде случаев одновременное проведение измерений и использование кольца для целей коллективного ускорения ионов.

Прототипом данного изобретения является способ измерения частот бетатронных колебаний в электронном кольце, включающий регистрацию синхротронного излучения кольца С2).

Согласно известному способу измеряют угловое распределение (-компоненты синхротронного излучения электронов кольца в накопителе. Измерение производится с помощью передвигаемого фотоэлектронного умножителя с щелью на входном окне. При этом находят отношение мини1у|ального по углу значения интенсивности (-компо.ненты к максимальному и сравнивают это отношение с расчетным, В результ,ате находят разброс скоростей электронов в кольце и определяют частоту бетатронных колебаний.

Недостатком известного способа является ограничение диапазона измеряемых частот, так как при больших частотах бетатронных колебаний, т.е для больших угловых разбросов траекторий электронов, минимзгм в угловом распределении интенсивности У-компоненты исчезает.

Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых частот.

Цель достигается тем, что в способе измерения частот бетатронных колебаний кольцевых электронных пучков, включающем регистрацию синхротронного излучения кольца, дополнительно измеряют магнитное поле на равновесной орбите копьца, а при регистрации синхротронного излучения измеряют полуширину его углового распределения, а также средний радиус и радиус поперечного сечения кольца, после чего по измеренным величинам определяют частоту бетатронных колебаний.

На чертеже схематически показан вывод синхротронного излучения от кольца по двум каналам измерения.

На схеме обозначены: электронное кольцо 1, полупрозрачное зеркало 2, линзы 3, диссекторы 4,

Синхротронный свет от электронного кольца разделяется полупрозрачным зеркалом на две части. Одна из них служит для измерения углового распределения излучения I (б), вторая - для измерения среднего радиуса (- и полуразмера кольца с. В качестве детекторов света используют диссекторы которые измеряют линейные изображения с разрешением примерно 0,1 мм.

Согласно данному способу, используется углового распределения синхротронного излучения, обусловленное б етатронными колебаниями частиц в, ускорителе. Так как излучение сосредоточено в малой окрестности углов вблизи направления скорости электрона в момент излучения Ч(, а среднеквадратичное угловое отклонение частиц от медианной плоскости 0- определяется бетатронньми колебаниями, то полуширина углового. распределения излучения

измерениях в области длины

4 2г ВОЛН A«Aj. , где Л(. - J

- криТ

тическая длина волны; г., . - средний радиус и релятивистский фактор

электронного кольца; угол 4, Среднеквадратичный угловой разброс

частота аксиальных бетатронных колебаний а. - среднеквадратичный полур а 3 мер кол ь ца, Цпя типичных параметров электрон HbDC колец коллективного ускорителя измерения иктенсивности синхротронного излучения можно проводить в видимом свете. По синхротронному .свету определяется средний радиус, размер сечения кольца и ширина угло вого распределения света. Значение релятивистского фактора электронов находится при измеренном радиусе по известному значению магнитного поля. Таким образом, определяя венаходимличину Мг о /«2 Л V «, I 7,z Данньй способ измерения частот особенно эффе:ктивен для коллективных ускорителей, для которых характерен большой угловой разброс элект ронов. Этот разброс сжатых колец определяется большими значениями частот бетатронных колебаний, связанными с фокусировкой электронов захваченными ионами. При измерениях в видимом свете именно угловой разброс электронов определяет ширину углового распределения синхротронного света. Измерения частот бетатронных колебаний электронов в сжатых кольцах дают информацию не только о динамике электронов, но и характеризуют ионное кольцо. По сравнению с прототипом процесс измерения упрощается, так как не требуется разделения излучения на два компоненты поляризации.В то же время область применимости данного способа шире, так как с его помощью можно измерять частоты бетатронных колебаний электронных пучков с большим угловым разбросом.

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТ БЕТАТРОННЫХ КОЛЕБАНИЙ КОЛЬЦЕВЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ ПУЧКОВ, включающий р егистрацию синхротронного излучения кольца, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых частот, дополнительно измеряют магнитное поле на равновесной орбите кольца, при зтом при регистрации синхротронного излучения измеряют полуширину его углового распределения, а также средний радиус и радиус поперечного сечения кольца, после чего по измереньм величинам определяют частоту бетатронных колебаний. (П ч № § Од Ю СО J J г.