Устройство для измерения эмиттанса пучка ускоренных частиц Советский патент 1992 года по МПК H05H7/00 

(Аб) 15о04.92. Бюл. Р U (21) 434В535/21 (22) 22.12.87

(71)Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом институте

им. С.М.Кирова

(72)С.Л.Г.оробьеп, З.Г.Галь и Н.Д.Кавижев

(53)621.384.6 (088.8)

(56)Авторское спидетельство СССР В 506257, кл. Н 05 Н 7/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР Д05185, кл. Н 05 И 17/00, 1971.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭМИТТАНСА ПУЧКА УСКОРЕННЫХ ACTmi

(57)И зобретение относится к ускорительной технике. Цель изобретения- повьппение точности и оперативности

измерений в области высоких энергий. Суишость изобретения заключается в том, что.в устройстве для измерения эмиттанса, содержащем многоканальный сепаратор с крллекторами, расположенными на выходе каждого канала соо сно их выходиым отверстиям, сепаратор выполнен в виде набора изогнутых кристаллических пластин, распо- ложен1Гьтх так, чтс касательные к кристаллографическим плоскостям каждой пласти гы на входе параллельны, а каждая пластина изогнута относительно входа так, что радиус изгиба каждой последуюи1ей пластины, начиная с внешней, равномерно уменьшается. При этом сепаратор и коллекторы снабжены средствами для их синхронного поворота. 2 ил.

сл

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано для контроля и измерення поперечных фазовых объемов пучков заряженных частиц npensrymecTBeHHO высокой энергии, например,.при настройке и эксплуатации ускорителей, при изучении динамики пучков заряженных частиц и т.д.

Целъю изобретепия является повышение точности и оперативности измерений в области высоких энергий.

На фиг.1 схематически показано устройство для измерения эмиттанса пучка заряженных часшц; на фиг. 2 изображена проекция поперечного сечения ихода уг.тройстпа.

Устройг:гпо содержит многокайаль- ный cen;ipainp .1, систему коллектора

2, платформу 3 гониометра для поворота сепаратора 1 относительно оси У, платформу А для неремеп1е шя коллекторов по радиусу R синхронно с сепаратором 1, кристаллические пластины 5 сепаратора 1.

Аналогичное устройство pacno iara- ется в плоскости yz для измерения вертикального эмиттанса.

В данном устройстве многоканальный сепаратор 1 расположен па оси пучка в виде набора кристаллических пластин 5. Плоскости пластин 5 выполняются параллельными кристаллографической плоскости (III) материала кристалла, а сами пластины изгибаются относительно этой плоскости. Пластины 5 изгибают так, чтобы радиус изгиба каждой последующей, начиная с

со

00

о -к1

ее

пиепней, уменьшался fin некоторую величину. Разница между радиусами изгиба пластин 5 определяет шаг размещения колекторов частиц на платформе А при заданном расстоянии R от сепаратора 1 до коллекторов 2, Ширин пластин 5 выбирается больте максимального поперечногб размера пучка. Толщина S кристаллических пластин 5 может составлять 0,3-1 мм и определяет шаг дискретизации измерения при заданном поперечном размере пучка частиц, а также количеств коллекторов 2 на платформе 4.

Платформа 3 с установленным на не .сепаратором 1 может поворачиваться с помощью гониометра нокруг оси У, проходящей на входе сепаратора через его середину. Синхронно с платформой 3 поворачивается платформа 4 с уста- нонленпыми иа ней с шагом h коллекторами по радиусу, проведенному вокруг оси У.

Угол сканирования многоканального сепаратора 1 определяется максимальн позможной величиной углового разброс частиц в пучке и пы5ираетс; заведомо Сольпим.

Устройство работает следугащим образом.

Пучок частиц, параметры которого необходимо измерить, направляется на торцы кристаллических пластин много- канальяого сепаратора 1. Каждая пластина 5 вырезает частицы пучка с соответствующей ей координатой X с некоторым разбросом, рапным толщине кристаллической пластины. 1ерез криста/ишческую пластину 5 приходят лишь те частицы, которые лежат в диапазоне углов каналирования вдоль кристаллографической оси (III), ко- TOpbiii составляет очень малую величину .л 50-10 рад. Следовательно, иа выходе каждой пластины 5 появляется пучок лишь при определенном угле поворота сепаратора 1 относительно оси У, соответствующем угловому разбросу частиц в пучке с данной поперечной координатой. Далее пучок из П1,1ходног.о торца каждой пластины движется к своему,коллектору 2 заряженных частиц, расположенному вдоль касатсль)ых к кристаллографическим плоскостям (III) соответствующих кристаллических пластин.

Поскольку пластины 5 изогнуты на различные радиусы, то пучок час0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

тиц, пыходяпий из них, имеет разный угбл отклонения относительно оси измеряемого пучка. Нлл1-одаря этому супестпует возможность разнести коллекторы 2 по азимуту на расстояние h, достаточное, чтобы разместиПл эти колпекторы и афиксировать ток пучка частиц, выходящих из пластин 5 без потерь.

Блок коллекторов 2, размещенных на платформе 4, движется по радиусу R синхронно с платформой сепаратора, поэтому на выходе каждого коллектора 2 появляется сигнал, пропорциональный току частиц, выходящих из соответствующей ему пластины. Фиксируя ток с коллекторов 2 и, соответственно угол поворота сепаратора 1, строится проекция фазового объема пучка на фазовой плоскости ХХ . Затем по этой характеристике вычисляется эмиттаис пучка. Измерение змиттанса пучка в другой взаимно перпендикулярной плоскости производится второй аналогичной системой.

Следовательно, увеличение точности измерения эмиттанса пучка частиц при повышении оперативности достигается уменычением шага дискретизации измерения и точности фиксации величины тока выделенной части пучка.

Кроме того, дополнительным преимуществом предлагаемого устройства является значительно (в 1000 и более раз ) меньшая масса сепаратора, что очень важно при разработке точнейшего сканирующего устройства, а также возможность размещения коллекторов вне оси пучка. Последнее преимущество позволяет снизить время на подготовку к проведению измерений и экспериментов на .

Формула изобретения

Устройство для измерения змиттаиса ускоренных частиц, содержащее расположенный вдоль оси канала транспортировки пучка многоканальный сепаратор с коллекторами, расположенными на выходе каждого канала соосно их выходным отверстиям, и механизм синхронного поворота многоканального сепаратора и коллекторов относительно продольной оси канала транспортировки, отличающееся тем, что, с целью гювымения точности и оигратняHocTH измерепим n dPjtnriii пмгоких

энергий, МИОГ ОК;ПЬТП.ПГ.|(1 i Ciinii; Ulp

выполнен n пиле ннборлкристаллических изогнутых п.пягтин,ряггкчгожрмммх так, что касателг1ныр ккрнстлллп- Графнческим плпскостнмк.чждой пласти/7l/vff /

частиц 3

г. г

, irt.I НЛ PX(nf CfUtHp.M I p l МЛр;).гиГ1МГ1.И,1, ,1 К,1ЖЯ/1П П Ц.ЧС ГММ.Л ПГ.|1К ЛН1ШЛ 11Ч,ОГПу- UTIHU M Г(М1 ЬМО ПХПЛ Т Т.ЧК, 4111 p. l/invc n U iifi; ь;1ЖД(и 1 иослсдуницеП nii.ic

, ИПЧПНЛЯ с ПИГП1НГМ, рПЛНОМРрМП

-f.irin.|4. .