МАГНИТНАЯ ПРИЗМА Советский патент 1969 года по МПК H05H7/04 

Изобретение относится к вспомогательному оборудованию ускорителей. Призма используется в приборах с разделением частиц по зарядам и массе.

Известны двумерные магнитные призмы, выполненные в виде замкнутого ярма с протяженными параллелепипедной формы полюсными наконечниками.

С целью уменьшения неоднородности двумерного магнитного поля и подавления полей рассеивания и, в частности, для повышения разрешающей способности масс-спектрометров в описываемой призме над первым электромагнитом расположен второй такой же электромагнит. Обмотки обоих электромагнитов соединены последовательно так, что магнитные поля в каждом электромагните направлены навстречу друг другу, а между полюсами магнитов и ярмом вставлена прокладка из неферромагнитного материала.

При ширине рабочей области в 24 см степень неоднородности магнитного поля не превышает 1 .

Это позволяет создать магнитную призму с высокой степенью двумерности поля для прецизионных призменных бета- и масс-спектрометров.

нитов с противопололсным направлением магнитных полей, что обеспечивает резкое уменьшение поля рассеивания магнитной призмы в окружающем пространстве; во-вторых, допол«ительные зазоры меладу полюсными наконечниками и ярмом электромагнита, которые способствуют получению в мелшолюсном зазоре лризмы поля с высокой степенью двумерности. На фиг. 1 показана магнитная лризма с

двумерным полем, продольный разрез; на фм.г. 2 - поперечный разрез по средней плоскости нижнего межполюсного зазора (со снятыми катушками возбуждения). Магнитная призма с двумерным полем состоит из двух расположенных один над другим электромагнитов. Каждый электромагнит, в свою очередь, состоит из ярма /, внутри которого параллельно друг помещены два полюсных наконечника 2. Полюсные наконечНИКИ имеют форму параллеллепииедов, длина которых много больше расстояния между полюсными наконечниками. Ярмо магнита выполнено в виде прямозгольной рамы, вытянутой в том же направлении, что и полюсные

наконечники. Между ярмом и полюсными наконечниками сверху и снизу имеются зазоры 3, заполненные пластинами из немагнитного материала. По обе стороны электромагнита параллельно полюсным наконечникам на ненитные экраны 4 (фиг. 2). Магнитное ноле в каждом электромагните возбуждается двумя одинаковыми катушками 5, включенными так, что созданные ими в ярме магнитные .потоки направлены навстречу друг другу.

Все четыре катушки 5 возбуждения нредлагаел ой магнитной нризмы в двумерным полем включены последовательно. Направления токов в катушках возбуждения выбраны такими, что магнитные поля в верхнем и нижнем электромагнитах направлены противоположно. Такая комбинация магнитных полей приводит к резкому ослаблению поля рассеяния магнитной призмы в окружающем пространстве. Применение магнитной призмы такой конструкции уменьшает аберрации прибора, в котором тризма используется в качестве диснерсируюшего элемента.

Кроме того, использование такой призмы, например, в прецизионных призменных бетаспектрометрах позволяет, не снижая разрешающей способности прибора, ближе придвинуть к призме коллиматорную и фокусирующую линзы, и повысить тем самым трансмислцо прибора.

Дополнительные зазоры 3 между ярмом У и полЕосными наконечниками 2 каждого магнита обеспечивают высокую степень двумерности в межполюсном зазоре призмы.

Введение дополнительных зазоров 5 существенно повышает двухмерноеть магнитного поля призмы, особенно если ярмо и полюсные наконечники изготовлены из материалов ( большой магнитной проницаемостью. Вблизи концов полюсных наконечников начинает сказываться влияние краевого эффекта. Поэтому минимальная длина полюсных наконечников

должна быть такой, чтобы в рабочей части межполюсного зазора магнитной нризмы недвумерность, вызванная влиянием краевого эффекта, была не больше недвумерности, даваемой габаритными размерами призмы.

Магнитные экраны 4 обеспечивают резкий спад магнитного лоля призмы за пределами полюсных наконечников 2 и экранируют пучок заряженных частиц от магнитного поля

Земли.

Опытный образец предлагаемой магнитной нризмы с двумерным полем был изготовлен и испытан в Институте ядерной физики АН Казахской ССР. Полюсные наконечники призмы

были изготовлены из сплава 79НМ с высокой магнитной проницаемостью, а ярмо магнита - из стали Ст. 3.

Предлагаемая магнитная призма имеет два идентичных межполюсных зазора с двумерным полем, поэтому она может быть использована для изготовления сдвоенных масс- и бета-спектрометров.

Предмет изобретения

Магнитная призма, состоящая из электромагнита с протяженными параллелепипедной формы полюсными наконечниками, отличающаяся тем, что, с целью понижения неоднородности двумерного магнитного поля и подавления полей рассеивания, призма содержит другой такой же электромагнит, расположенный над первым, причем обмотки обоих электромагнитов соединены последовательно так, что магнитные поля в каждом электромагните направлены навстречу друг другу, а между полюсами магнитов и ярмом вставлена прокладка из неферромагнитного материала.

tvvr

K/X-J