Способ повышения надежности мишени Советский патент 1979 года по МПК H05H7/00 

(54) СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ МИШЕНИ

Изобретение относится к ускорителям заряженных частиц, в частности к компактным изохронным циклотронам работающим на внутреннюю мишень. При работе циклотрона на внутреннюю мишень возникает проблема повышения надежности мишени путем снижения на н-ей удельной моиности. Сложность проблемы существенновозрастает в компактных изохронных циклотронах, имеющих небольшую вертикальную апертуру и высокое качество циркулирующего пучка. Известен способ повышения надежности мишени за счет вращения мишени ij . Однако его применение затруд нено в компактных циклотронах из-за ограниченной величины вертикальной апертуры. Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ повышения надежности мишени, основанный на сканировании пучка заряже ных частиц по поверхности мишени с помощью возбуждения в зоне конечных радиусов ускорения вертикальных колебаний заряженных частиц 2 . Этот способ требует размещения в ускорительной камере дополнитель-ного высоковольтного высокочастотног конденсатора, охлаждаемого водой, который ввиду обычного недостатка места в камере компактного циклотрона не всегда может быть установлен Кроме того, имеются трудности в настройке резонанса в требуемой зоне радиусов ускорения при изменении режима работы для циклотронов с регулируемой энергией. При этом требуется высокочастотный генератор для питания конден-сатора, имеющий широкий диапазон перестройки частоты. Цель изобретения - повышение надеж-; ности и облегчение аастройки мишени. Указанная цель достигается тем, что в зоне конечных радиусов ускорения возбуждают переменное.во времени горизонтальное магнитное поле. Это можно выполнить, например, созданием горизонтальной составляющей магнитного поля от дзвух половин концентрической обмотки, лежащих на верхнем и нижнем полюсах электромагнита и включенных встречно по полю, в которые подается переменный ток, При наличии постоянной с точки зрения высокочастотнойструктуры пучjKa горизонтальной составляющей- магнитного поля пучок получает вертикальfioe отклонение, величина которого 2. определяется К&ЭТ где К - эффективность обмотки по го ризонтальной составляющей поля; . дИ - величина переменной составл щей тока в обмотке; ЪТ - жесткость частиц в пучке; частота вертикальных бета-тронных колебаний, Величина отклонения изменяется в соответствии с изменением тока в об мотке и таким образом осуществляетс вертикальное сканирование пучка. Частота переменной составляющей тока в обмотке определяется теплово постоянной мишени и лежит в предела десятков герц. Форма импульса тока во времени завйсит от соотношения величины амплитуды вертикальных бетатронных колебаний и максимального отклонения и может меняться от прям угольной формы до треугольной -по мере уменьшения этого соотношения. В качестве обмотки для создания вертикального сканирования пучка может быть использована концентрическая корректирующая обмотка цик.лотрона, расположенная в зоне конеч ных радиусов ускорения. Описанный способ снижения удельной мощности пучка на внутренней мишени был реализован на 103-сантиметровом компактном изохронном цикл троне типа МГЦ-20, который имеет глубокое регулирование энергии различных частиц. Это дозволило довести мощность, снимаемую с внутренней мишени циклотрона до 3,6 квт (200 мкА при энергии протонов 18 Мэв). На чертеже приведена фотография отпечатка 1 пучка, полученного на фольге 2 толщиной 0,2 мм, установленной на головке внутренней мишени циклотрона. Отпечаток получен путем двойной последовательной экспозиции: без сканирования пучка и с включенным блоком сканирования. Формула изобретения Способ повышения надежности мишени, основанный на сканировании пучка заряженных частиц по поверхности мишени с помощью возбуждения в зоне конечных радиусов ускорения вертикальных колебаний заряженных части, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и облегчения настройки,-в зоне конечных радиусов ускорения возбуждают переменное во времени горизонтальное магнитное поле. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Конехин Н.А, идр. Вращающаяся мишень для получения радиоактивных .изотопов на циклотроне. ПТЭ, 1969, № 5 , с . 31.. 2.Патент США № 3757233, кл.328-234, 1973.