УСТРОЙСТВО для ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТРУКТУРЫ ЭЛЕКТРОННЫХ СГУСТКОВ Советский патент 1973 года по МПК H05H7/00 

1

Изобретение относится к ускорительной технике, в частности к устройствам для измерения и контроля параметров ускоренного пучка заряженных частиц.

Известное устройство для измерения фазового распределения пучка заряженных частиц по авт. св. № 162897, содержащее монохроматор, коллиматор, высокочастотную ускоряющую секцню с фазовращателем, магнитный анализатор, коллимирующую щель, измеритель тока пучка, последовательно расположенные на пути пучка, имеет низкую точность измерения фазового распределения, которая обусловлена тем, что на выходе ускорителя пучок имеет значительный разброс по импульсам, который влечетза собой перегруппировку частиц по фазам на свободном участке от выхода ускорителя до ВЧ ускоряющей секции, скольжение частиц относительно ВЧ ускоряющей волны, а также низкой разрещающей способности при использовании гребня ВЧ волны. Так, например, пучок электронов с энергией 1,5 Мэв или 3 Мэв при энергетическом разбросе 10% и длине ВЧ волны ,2 см на дрейфовом промел утке в 1 м получает расфазировку 147,7° или 33,6° соответственно. Более того, ВЧ секция имеет фиксированную частоту, что является оптимальным условием только для частиц с определенным импульсом.

В предлагаемом устройстве повышение точности измерения достигается тем, что между выходом ускорителя и ВЧ ускоряющей секцией расноложено изохронное анализирующее по импульсу устройство, а ускоряющая секция с фазовращателем снаблсена устройством для изменения фазовой скорости волны ф так, чтобы она была равна скорости частиц , выделенных анализатором.

Изохронное анализирующее по импульсу частиц устройство может быть выполнено, например, из трех поворотных магнитов: два крайних поворачивают пучок в сторону, противоположную среднему, более того, первыч магнит выполняет роль анализатора, за которым в фокальной плоскости помещен коллиматор; при этом устройство позволяет транспортировать пучки из одной точки пространства в другую без нарушения структуры пучка.

Изменять скорость ВЧ волны можно многими способами, например, путем небольшого изменения частоты ВЧ генератора; механическим путем, вводя штыри, укрепленные на планке, в ячейки волновода; термическим путем

и т. д. Ускоряющая секция в данном случае служит для выделения частиц с определенной фазой, т. е. для сепарации. Поэтому вместо ускоряющей секции можно использовать сепаратор любой конструкции, решающий эту

задачу.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

По ходу пучка от ускорителя 1 установлены: изохронное анализирующее по импульсу частиц устройство 2; ВЧ ускоряющая секция 3 с фазовращателем и устройством для изменения фазовой скорости ф; анализирующий магнит 4; коллимирующая щель 5; коллектор 6, синхронизирующее устройство 7. Выход коллектора 6 подключен к входу электронного осциллографа 8, а развертка пучка осциллографа синхронизована с изменением фазы ВЧ поля в сепараторе синхронизирующим устройством 7.

Устройство работает следующим образом.

Ускоренный импульсный пучок из ускорителя / проходит изохронное анализирующее по импульсу устройство 2, которое позволяет

ДР

выделить -р 10. Затем пучок модулируется по импульсу в ВЧ ускоряющей, секции 3, в которой фазовая скорость волны /Зф подстраивается под ., - скорость частиц, выделенных анализирующим устройством 2, чтобы избежать скольжения частиц относительно ВЧ волны в секции 3. После этого пучок проходит анализирующую систему, состоящую из анализирующего магнита 4 и коллиматора 5, которые настроены на тот же импульс с тем же

Р 10- , что и анализирующая система 2.

Частицы, попавщие в нуль ВЧ поля, в секции не получат увеличения импульса и свободно пройдут вторую анализирующую систему и попадут на коллектор 6, сигналы с которого поступают на вход осциллографа 8, на другой вход которого подаются импульсы с синхронизирующего устройства 7.

Предлагаемое устройство позволяет получить одновременно фазовые и энергетические характеристики импульсного ускоренного пучка путем изменения фазы ВЧ поля в секции и перестройке обеих анализирующих систем по импульсу и соответствующей подстройки Рч j., что может быть произведено автоматически, соответствующим синхронизирующим устройством. Устройство позволяет проводить прецизионные измерения фазово-энергетических и просто фазовых измерений пучков ускоренных частиц с разрещением по фазе 0,1° относительно ВЧ ускоряющей волны.

Предмет изобретения

Устройство для определения структуры электронных сгустков по авт. св. № 162897, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, перед ускоряющей секцией расположена изохронная магнитная система.