Магнитный сепаратор Советский патент 1980 года по МПК H01J49/00 

(54) /VVAPHMTHblH СЕПАРАТОР

I

Изобретение относится к ядерной физике и может быть использовано для идентификации продуктов ядерных реакций.

Известен высокочастотный сепаратор, содержащий мишень, систему квадрупольных линз, дипольные магниты, колиматор, высокочастотные сепарирующие секции и коллектор продуктов ядерных реакций 1.

Недостатком этого сепаратора является его конструктивная сложность.

Наиболее близким техническим решением является .магнитный сепаратор, содержащий мишень, дипольные магниты и коллектор для продуктов ядерных реакций 2.

Для отделения продуктов ядерных реакций, выбиваемых из тонкой мишени, от прощедших через мишень бомбардирующих заряженных частиц в сепараторе используют отклонение в поперечном магнитном поле, зависящее от величины магнитной жесткости mV/S, где т, V, t - масса, скорость и заряд частицы.

Существенным недостатком этого сепаратора является низкая степень сепарации продуктов ядерных реакций от бомбардирующих частиц, обусловленная тем, что значения магнитной жесткости для продуктов

ядерных реакций и бомбардирующих частиц частично совпадают.

Целью изобретения является повышение степени сепарации продуктов ядерных реакций от бомбардирующих частиц.

5 Эта цель достигается тем, что в известном магнитном сепараторе, содержащем последовательно расположенные мишень, дипольный магнит для стигматической фокусировки, собирающий дипольный магнит и коллектор продуктов ядерных реакций, мищень

10 установлена в передней фокальной плоскости первого дипольного магнита, а в его задней фокальной плоскости в местах фокусов бомбардирующих частиц установлены экраны, размеры которых сравнимы с размерами фокусов пучков бомбардирующих

частиц.

На чертеже приведено схематическое изображение магнитного сепаратора.

Магнитный сепаратор содержит квадрупольные линзы 1, мишень 2, сепарирующий 20 дипольный магнит 3, экраны 4, собирающий дипольный магнит 5 и коллектор продуктов ядерных реакций 6.

Работа магнитного сепаратора осуществляется следующим образом. Ми1иень 2 облучается выведенным из ускорите.тя пучком заряженных частиц с небольшим, равным нескольким миллирадианам, угловым разбросом. При необходимости для снижения углового разброса бомбардирующих частиц применяют систему квадрупольных магнитов-линз, улучшающих параллельность траекторий. Например, в качестве такой системы может быть использован триплет квадрупольных магнитов, производящих преобразование типа «телескоп с увеличением площади поперечного сечения пучка частиц. Мишень 2 содержит несколько миллиграммов на квадратный сантиметр вещества и не задерживает продукты ядерных реакций, обладающие значительной кинетической энергией. Мишень 2 расположена в передней фокальной плоскости дипольного магнита 3. Дипольный магнит 3 отделяет вылетевшие из мишени продукты ядерных реакций от прошедших через мишень бомбардирующих частиц, магнитная жесткость которых отличается от жесткости продуктов реакций. Продукты ядерных реакций имеют более широкое угловое распределение по сравнению с бомбардирующими частицами и регулярное отклонение от направления первичных частиц. Дипольный магнит 3 преобразует пучок расходящихся из мищени продуктов ядерных реакций в широкий и приблизительно параллельный пучок, а близкий к параллельному пучок бомбардирующих частиц - в несколько сходящихся пучков с фокусами в задней фокальной плоскости дипольного магнита 3, отвечающих различным ионным зарядам частиц. Указанные преобразования пучков дипольный магнит 3 производит как в радиальном, так и в аксиальном сечениях пучка частиц. Преобразование, производимое системой квадрупольных магнитов в плоскости, перпендикулярной к плоскости рисунка, приведено в верхней части чертежа. В задней фокальной плоскости дипольного магнита 3 в местах образования фокусов бомбардирующих частиц установлены экраны 4, имеющие размеры, сравнимые с размерами фокусов пучков бомбардирующих частиц и, следовательно, существенно меньшие размера пучка продуктов ядерных реакций. Эти экраны задерживают бомбардирующие частицы, существенно не снижая интенсивности продуктов ядерных реакций, и таким образом производят дополлительное отделение бомбардирующих частиц. Дипольный магнит 5 в совокупности с дипольным магнитом 3 образу : бездиснерсионную и изохронную систему, собирая широкий пучок продуктов ядерных реакций в пятно сравнимого с размером .мищени размера на коллекторе продуктов ядерных реакций 6. Эффективность дополнительной сепарации продуктов ядерных реакций определяется начальным угловым разбросом первичных частиц, ионно-оптическими параметра.ми и характеристиками дипольного магнита 3, угловым разбросом и направленностью продуктов ядерных реакций. Формула изобретения Магнитный сепаратор, содержащий последовательно расположенные мищень, дипольный магнит для стигматической фокусировки, собирающий дипольный магнит и коллектор продуктов ядерных реакций, отличающийся тем, что, с целью повышения степени сепарации продуктов ядерных реакций от бомбардирующих частиц, мищень установлена в передней фокальной плоскости первого дипольного магнита, а в его задней фокальной плоскости в местах фокусов бомбардирующих частиц установлены экраны, размеры которых сравнимы с размерами фокусов пучков бомбардирующих частиц. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Котов В. И. и Миллер В. В. Фокусировка и разделение по массам частиц высоких энергий, М-И, М., 1969, §32, с. 184. 2. Майдиков В. 3. и др. Широкодиапазонный анализатор продуктов реакций на пучке тяжелых ионов, препринт Р7-11393, Дубна, 1978 (прототип).

Г/

/ /

I г