Способ калибровки резонаторного датчика интенсивности пучка электронного синхротрона Советский патент 1984 года по МПК H05H7/00 H05H19/04 

1

Изобретение относится к области ускорительной техники в частности к cпocoбaI I бесконтактного измерения напряжения, наводимого циркулирующим пучком синхротрона на зазоре обесточенного резонатора, и может быть использовано для помехоустойчивого измерения абсолютного значения числа ускоряемых частиц

Известен способ включающий калибровку резонаторного датчика п утем сопоставления сигнала, снимаемого с его измерительной петли свягSHj с сигналом другого типа дат«чика интенсивности пучка принш аамого в качестве эталонного СО «

FIeдocтaткo 5 известного способ а является необходимость наличия эталонного датчика интексивностя пучка,, калибровка которого сама по себе представляет сложную т ехни- ческую задачу.

Прототипом данного изобретения, является способ калибровки резонато кого датчика интенсивности пучка электронного синхротрона,, включаюищ искривление траектории пучЕса в медианной плоскости магнитным полем синхротрона; пропускание пучка через вoзбyждae ыe от ВЧ-генератора ускоряюЕгле резонаторы, калибруемый резонаторньш датчик и прозрачный датчик тока пучкаg а также измероние величины сигнала на измеритель

ной петле, связи резонаторного датчика 2J ,

CorxiacHo известному способу определяют величину масштабного коэффк:-циента проггорциональности мегздз величиной интенсивности ,инжект.ируе

мого в теченяа известного промажутк време1-1И 1тучка заряженных частиц, который йзмеррш-т с помощью цилиндра Фарадея; иш с помощью наперед про-гра,дз йронанного магнкто1гндузсц;кокчог датчшса интенсивности п7/чк,аз и величиной напряжения, наводимого основной гармоникой на зазоре ксследуемого резонаторного датчик я. об амилитуде которого судят по at-mлитуде сигнала, сншчаемого € согласованной Нагрузки измернтелькой связи резонаторного датчшса.,

Недостатком известного способа является недостаточно высокая точ™ ность и сложность процесса кащлбров кИо Это обусловлено тем, что д.1ш процесса калибровки необходимо знат

69707.

простпанстпенную структуру пучка в spoiecce нзмеренр й,, но имет-го опре де;1епие структуры не обеспе-п-нает с цостаточЮ гс-птос-ь о сояокуттнсстью

, ВСЗДСЙСГК;-; ; ::чЯр;;К|- :ОК ; у;-ПП1.ИХ ИЗн е с. т Н)) PJ с т i; о с о f);

lienb изобрететия псвышенне точности и упрощение процесса кал;и6

рОЕКИ.

ШЦель достигается те1.к что в спо себе капиброзкм ре.зонаторкого дат- чкка интенсивности пучка злектронного синхротрона,, включаюЕдем искрив.ггеиие траектори.и пучка в мехшакной

t5 тшоскости магнитпь м полек синхротрона,, пропускакяе пучка через возбуж. (аемозе oj В1riHcVJTOpa ускоряющие

psaoTJaiOpbj, кя.П1 :бт}уелЬ Й резонгторИ1,|{л цалчк:;:; н rr.-jnsvjai.ji-nifj дачик тока

20 пучк; 5 а так;че ::-;;тереикс зелкчигтьг сигнала на измйритепьной петле связи резонаториого датчи5;:а,5 расст рдлватат и отключшот от БЧ-генератора все ускоряюшд-se резотаторы за иск5 лючеикем одного,, котсрый. s дальнейiitei нсгю.пьзужт з качест :; ; тгалнбруе- ТиОго розонаторно о датчика, возбу/ дают его ка УРОВНИ мощностгЦ мень™ UEK уоовня,, рсОувг-юiO дня резока. HOiO v-скореипя пу-;ка зо зремек5O--i , «СКОрЙП-г . V (;.тСОр;;:1ЭТ с

;. :;;: iio.vj-:oro под дейгггвисм чарзсуаклцгго во узремени ; а ч гиогч) п6.п1 С-ттхрогрог-я, кого i..

i:blf-T ;,;:: Р з1.:-4 UOr }ТО С vy , лл;, Т

рого .грпчктиг тока , :;-/..по,;).ьзуз-мог-о 3 кг -т ;;сгт; ш-рри:;-:ч:р::.:;о о датnorjiG .И Ka,:fn6p;v ) С ; : iOKaiOp

fioro датчиса иос/ге пегс определяют хоэффициогг ироиорлионзльнос- , Чи ме;эду интенсивJioci io ускоряемого пучкй и амплиту,пой ., наводимого его ocHOEHoii гариокнкой на кямернт&пьиой ир.тле связи реаокаторнего да1:-ги-а ,

На , попр,:..та.ЭПаи с.ггематичес 0 :кн л«найно--:;арп.г:л:г.о:г1ж: р5,гг,иосигнал Суг- / ai- iuiHry;;i,bi, .riiiawK:;i от геяесоответствующую пстгоо связи кши бр;/емого резонаторного даг-етка., ис5 пользуемую в качестве петлк ввода мош 1ости| на фиг, 2 - сигнал Ufj,, снкг ьаегиый с Ksr-epiTajTbHOH петли сзязн кахшбруемого резонаторного датчика интенсивности пучка; на фиг, 3 - сигнал 1дд с какого-либо мониторного датчика интенсивности пучкаJ .циркулирующего в кольце синхротрона с момента его инжекции до момента его окончательного разрушения Практически предлагаемьй способ реализуется следующим образом После расстройки и от1слючения ускоряющих резонаторов синхротрона от системы деления ВЧ-мощности ген ратора под1слючают к нему с помощью согласованного .фидера калибруеьай резонаторньй датчик интенсивности пучка. В качестве последнего испол зуют, например, один из резервньпс ускоршощгсх резонаторов о При этом изначально максимальную амплитуду напрял :ения и,. генератора ВЧ-мощности ускорител1 устанавливают такой чтобы ускоре -1ие пучка обеспеч валось бы вплоть до энергии Eg при которой ускоряющее высокочасто ное напряжение на зазоре калибруемого резонаторного заведом превы1па.ло бы бетатронную ЭДС сигоф трона . чтобы выполнялось усло вие равновесной орбит ускоряемой Q частотой об ращения ( частицы с зарядом е С другой стороны, помимо учета чис.то практических ограничеш-с на величину Uyjg., связаннь х с обеспечс- ш-хем работоспособности калибруемого резонаторного датчика мшссимзльную амплитуду напряжения Щ генератора БЧ-мощности подбирают такой чтобы вплоть до наступления полного разрушения пучка прирост энергии ycкopяe aIx частиц за оборо за счет . е /yf-{ со 4 г. где Чд значение равновесной фазы существенно превосходил бы их ради ционные потери Ер за оборот. В этих условиях захватываеь ый в режим ускорения лучок зар5шенньвс . частиц под воздействием ВЧ-поля ка либруемого резонаторного датчика (в номинальном для данного синхротрона Ц ежиме ускоряется до напе704ред установленного значения энергии Е с постепенным, при последующих обращениях пучка в кольце ускорителяJ возрастанием фазовых колебаний ускоряемых частиц. Наконец, в момент наступления нарушения синхронизма между приростом энергии ускоряемых частиц за оборот и темпом нарастания ведущего поля синхротрона величина равновесной фазы ускоряемых частиц принимает критическое значение для данного ускорителя и циркулирующий пучок в течение нескольких последующих своих оборотон, полностью выбрасывается на стенки вакуумной камеры ускорителя. В момент полного разрушения пучка tpa-3 ф1-5ксируемьй по опорног- сигнз jry от какого-либо малоинерционногомониторного датчика интенсивности пучка, регистрируютJ напрг-мер с помощью амплитудно-цифрового пре- образоватепя,, величину напрял ения на измерительной петле калкбруемого резонаторного датчика, ОдноЕреме11но с эттм по показаниям уже вреГШ-цифрового преобразователя с помощью которого фш :сируют момент tf,j,5p полного разр таенкя пучка, определяют максимально достигнутой энергш5 E VcKopeHных част1-щ. Имея при этом в ввду что при малой интенсивности циркулирующего тучка значение равновесной фазы Mg к моменту D -. ... g.pQ ПОЛНОГО приближается разрушения практически к нулю5 с точностью не хуже 1% устанавливают для момента tgatp. величину напряжения V - е Е на зазоре резонаторного датчика из сопоставления которой с зарегистрированной величиной nSf. непосредственно определяют искомое значение передаточ VV. KUC 1С ного отношения рительной петли связн. Дальнейшее определение ВЕЛИЧИНЫ тока пучка по изменяемой величине напряжения . , наводимого тгуч1 на измеком с интенсивностью рительной петле связи, проводится по расчетной формуле Rnc К„ -М. - , форм-фактор резонагде. тора с геометричес,кой длиной зазора собственной Q и

16970

длиной If по азимуту орбиты.

Основное преимущество данного способа по сравнению с прототипом обусловлено тем, что измерение сигнала 1 именно в момент разрушения пучка обеспечивает определенную пространственную структуру пучка в этот моментJ так как при этом синхронная фаза близка к нулю.

СПОСОБ КАЛИБРОВКИ РЕЗОНАТОРНОГО ДАТЧИКА ИНТЕНСИВНОСТИ ПУЧКА ЭЛЕКТРОННОГО СИНХРОТРОНА-, включагч ющий искривление траектории пучка в медианной плоскости магнитным полем синхротрона, пропускание пучка через возбуждаемые от ВЧ-генератора ускоряющие резонаторы, калибруемый ре зонаторньй датчик и прозрачный датчик тока пучка, а также изменение величины сигнала на измерительной петле связи резонаторного датчика, отличающийся тем, что с Ц(влью повьшения точности и упрощения процесса калибровки, расстраивают и отключают от ВЧ-генератора все ускоряющие резонаторы за исключением одного, к-оторьй в дальнейшем использузот в качестве калибруемого резонаторного датчика, возбулодают его на уровне мощности, меньшем уровня, требуемого для резонансного ускорения пучка во всем временном цикле ускорения, ускоряют с помощью этого резонатора пучок до момента его полного разрушения под действием нарастающего вО времени магнитного поля синхротрона, который определяют по сигналу прозрачного датчика тока пучка, используемого в качестве индикаторного датчика, и в этот момент измеряют величину сигнала на измерительнчОй петле связи калибруемого резонаторного датчика, после чего определяют коэффициент пропорциональности меж,ДУ интенсивностью ускоряемого пучка и амплитудой сигнала, наводимого его основной гармоникой на измерительной о: петле связи резонаторного датчика.

Pus.1

JM

фуг,2