Магнитная периодическая фокусирующая система Советский патент 1980 года по МПК H01J23/08 

(54) МАГНИТНАЯ ПЕРИОДИЧЕСКАЯ ФОКУСИРУЮЩАЯ СИСТЕМА

Однако, если- требуются фокусирующие поля небольшой или средней величины до 80 мТ (т.е. когда целесообразно применение нешироких в радиальном направлении кольцевых магнитов), положительный выход экрана .- магнитопровода в величину напряженности фокусирующего поля мал, а при уменьшении радиальной ширины магнитов, начиная с некоторой величины, экран оказывает только шунтирующее действие. Вес экрана обычно превышает 5О% веса системы. Положительное использование массы магнитов для создания фокусирующих полей в таких системах невелико. В значительной части распределение магнитного поля за полюсами соседних магнитов не совпадает и, кроме того в отдельных точках магни- -лых полей, происходит взаимное гашение и рассеяния осевых магнитHbix потоков. Все это увеличивает вес магнитной системы.

Кроме того, ботсьшие потоки магнитного рассеяния между торцовыми поверхностями полюсных накбйечников еще более снижают процент полезного использования магнитов в системе.

Цель изобретения - уменьшение веса магнитной периодической фокусирующей системы.

Поставленная цель достигается тем, что в предложенной МПФС полюсные наконечники в продольном сечении имекзт форму треугольника, а расстояние L между центрами магнитов, намагниченных в одном и том же направлении, равно L 1,2d + 0,7е, .когда 0,1 OJ- p,62ci и L 0,7 cl + 1,5 5 когда 0,62с1 1,4 , где d - внутренний диаметр магнитов, - осевая толщина магнитов.

Изобретение позволяет создать оптимизированные по весу магнитные системы с малым заполнением периодов системы магнитотвердым материалом с максимально возможным магнитным полем на оси в рабочем канале системы. Оно может применяться при проектировании МПФС ЛБВ, клистронов, электронных микроскопов, электронно-лучевых, установок, ускорителей заряженных частиц и т.д.

На фиг. 1 изображен продольный разрез МПФС с малым заполнением периодо системы магнитотвердым материалом, выполненной на основе радиально-намагни ченных кольцевых магнитов и треугольны в осевом сечении полюсных наконечников

на фиг. 2 график зависимости расстояния L между центрами радиально-намагниченных магнитов от размеров магнитов: d .- внутреннего диаметра; D- нружного диаметра; 2 - осевой толпщны.

Предложенная МПФС состоит из радиально-намагниченных кольцевых магнитов 1.И полюсных наконечников 2, Магниты установлены соосно вдоль оси системы, Полюсмые цакойвчники имеют треугольную в сечении форму, что позволяет уменьшить потоки рассеяния между их обращенными друг к другу сторонами и за счет этого сократить размеры и вес самой дорогой части системы - магнгггов.

Расстояние от центра канадого магнита до максимума создаваемого им маг- ffliTHoro поля составляет 1/4 L .

Чтобы в МПФС, изображенной на фиг. магнитная индукция В в приосевом районе была максимально достижимой, кольцевые магнить следует располагать так, чтобы расстояние между их центрами было равно L , В этом случае совпадает со значением периода магнитного фокусирующего поля. При таком расположении кольцевых магнитов их приосевые магнитные поля последовательно, {епрерьтно переходить одно в другое, а распределение магнитной индукции в при- осевой части МПФС будет по виду близко, к синусоиде (кривая 3 на фиг. 1). Дл.я улучшения аксиальной симметрии магнитного поля (особенно в случае иэготовпения радиально-намагниченных магнитов из секторов) у внутренней поверхности магнитов 1 Следует устанавливать тонкие (задающие магнитные эквипоте щиальные поверхности) магнитомя.гкие полюсные наконечники 2 с треугольной формой поперечного сечения.

На графике, показанном на фиг. 2, нижний участок соответствует данным, полученным при отношении - кольцевых магнатов, близком к 1,2, а верхний учас ток - данным, полученным при 5 близко

оС

КО.

Закономерность, связьюающая размеры магнитов и расстояние между ними, учитывается для получения максимальных магнитных полей на оси систем на основе радиально-намагниченных магнитов прямоугольного профиля поперечного сечения. Она экспериментально проверена путем контроля распределения магнитного поля на оси большого числа кольцевы магнитов из различных магнитотвердых