Магнит циклического ускорителя Советский патент 1976 года по МПК H05H7/04 H05H13/04 H05H7/10 

(54) МАГНИТ ЦИКЛИЧЕСКОГО УСКОРИТЕЛЯ

Изобретение относится к магнитным системам ускорителей заряженных частиц, к системам вывода частиц из циклических ускорителей.

Известен магнит циклического ускори- теля, содержащий магнитный канал для обеспечения вывода частиц,

Однако известная система обеспечивает 1ОО% вывод пучка частиц лишь в случае однообратной инжекции, но требует большого набора энергии за оборот.

Целью изобретения является обеспечение 100% вывода пучка при сравнительно небольшом наборе энергии за оборот (0,5-2,О Мэв/обор,) и без искажения эми такса.

Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено средствами, например дополнительными обмотками, обеспечивающими распределение магнитного поля перед магнитным каналом, по закону

de-nH

,, ае-пр

-глубина кариации магнитного

где поля;

-радиус кривизны орбиты;

-абсолютная величина логарифмической производной вариации магнитного поля по радиусу;

dCriH

-логарифмическая/ производная

dtnr среднего магнитного поля по радиусу.

Введем изменение глубины вариации периодического магнитного поля ( г ) вдоль радиуса. Тогда можно наитии Л (параметр конфигурации магнитного поля):

-Ili 7

г - 4-V+ i(i., f)

24- 2N

где

de-nHCO

показатель среднего

магнитного поля, dS-n г

den сн

р d е-п р

Для азимутально-симметричного поля f О, Л -i.

Из выражения (1) легко видеть, что при глубине вариации, зависящей от радиуса, можно получить существенное уменьшение параметра А , т.е. при данном импульсе увеличениеСреднего радиуса орбиты, что и требуется для достижения цели данного изобретения.

Для этого необходимо ту1еньшать вариацию вдоль радиуса, тогда S О и можно сделать Д 1.

В первом приближении можно считать, что если JS/ 5 П + 1,S, то обеспечивается достаточное увеличение f , Для более точного определения зависимости от г необходимо учесть медленное увеличение импульса в результате ускорения частиц. При этом f медленно увеличивается, и орбита заходит в зону больших отрицательных значений 3 ,, которые вызывают быстрое расширение орбиты и достаточное для вывода разделение соседних оборотов.

На фиг, 1 схематически изображен цик лический ускоритель,

где 1 - основная секторная магнитная система;

2- высокочастотные резонаторы, ус

коряющие пучок частиц;

3- мar нитньпЧ канал, отклоняьоший

расширенную орбит} пучка;

4- дополнительная обмотка, обеспечивающая распределение вариации магнитного поля по заданному закону.

На фиг. 2 показаны положения эмиттан- са ( t, f ) пучка (по пяти точкам) в зависимости от оборотов.

Число около соответствующего пятизггольника обозначает номер оборота. Здесь же показано уменьшение глубтшы вариации S ) вдоль радиуса.

В данном примере радиальное разделе-НИ8 центров эмиттансов, по мере увеличе--JLL

ния абсолютной величины

JJL

, 0,5fcM до 15увеличивается от аи

2374

4,5 см, т,е. коэф(3)ициент увеличения составляет С 13. Без использования пред;1агаемого способа для достижения такой величины -- потребовался бы набор энергии

а V

8 около 26 Мэв/обор, Величина разделения орбит -aJL 5 см/обор, достаточна для

dV

установки обычного магнитного канала на азимуте, соответствующем выбранному нагфавлению вывода пучка.

Несмотря на некоторое уменыдение амплитуды фокусирующей гармоники в области Бывода частота вертикальных колебаний

d

влияния

несо г

колько увеличивается, т.е. данное устройство улучшает вертикальную фокус1-фовку пучка в области вьгвода. НеобходиГЛые градиенты магнитного поля не превышают 200-300 ГС/см.

Ф о

мула и 3 о о р е т е н и я

Магнит циклического ускорителя, выполненный в виде секторной системы, содер жапдт-ш магнитный канал для вывода частиц, отличающийся тем, что. с целью увеличения коэффициента вывода частиц при сохране)1ии эмиттанса пучка, он снабжен средствами, например дополнительными обмотками, обеспечивающими распределение магнитного поля перед магнитным каналом, по закону:

jen

jetiH

ч- -f f

-г I, .,

dSnr

de-rtp

- глубина кариащга магнитного

де поля,

-радиус кривизны орбиты,

-абсолютная величина логариф мической гфоизводственной вариации магнитного поля по радиусу,

- логарифмическая производная среднего магнитного поля по радиусу.