Вибрационный прерыватель атомного пучка Советский патент 1982 года по МПК G21K1/04 

t

Изобретение относится к физической аппаратуре для исследований в области молекулярной и атомной физики.

Известны механические прерыватели пучков излучения, представляющие собой поворотный цилиндр или сферу со сквозными отверстиями и привод вращения цилиндра или сферы 1.

Однако эти прерыватели трудно использовать в высоковакуумных установках из-за заедания в вакууме подшипников.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является вибрационный прерыватель атомного пучка , содержащий вибратор с защитной шторкой и электромагнитную систему возбуждения колебаний вибратора С21.

Недостатком этого прерывателя является то, что для его работы необходимо сильное постоянное магнитное поле, возмущающее траектории заряженных частиц. Кроме того, магнитное поле переменного тока приводит к паразитнои модуляции потока налетающих и рассеянных заряженных частиц на частоте прерывания, что делает невозможным выделение сигнала рассеяния методом синхронного детектирования.

Цель изобретения - уменьшение искажения траекторий заряженных частиц в прерывателе.

Поставленная цель достигается тем, что в вибрационном прерывателе атомного пучка, содержащем вибратор с защитной шторкой и электромагнитную систему возбуждения колебаний вибратора, последний выполнен в виде камертона, закрепленного в двух точках основания, в прерыватель введен передающий колебания стержень, один конец которого соединен с центром основания камертона, а второй конец расположен в попе действия электромагнитной системы возбуждения колебаний.

При этом камертон снабжен средствами изменения его резонансной частоты колебаний. Кроме того, камертон .i передающий колебания стержень выполнены из немагнитных материалов и на втором кон це стержня закреплен якорь из маг - нитно-мягкого материала. На фиг. 1 приведен вибрационный прерыватель, общий вид; на фиг. 2 конструкция крепления камертона, вид сверху; на фиг. 3 - рарез А-А на фиг. 2. Прерыватель представляет собой ка мертон 1 со шторкой, зафиксированной между пластинами 2 и 3 опорами . Ка мертом изготовлен из дюралюминиевой полосы длиной 00 мм и сечением 2 v X 8 мм, изогнутой а виде буквы П. Для регулировки резонансной частоты камертона служат медные грузики 5. Пластина 3 сильфонами 6 и 7 вакуум- плотно соединена со стержнем 8, вакуумным фланцем 9 и платформой 10, на которой установлены электромагнит 11 в пермаллоевом экране 12 и ре гуляторы 13 положения прерывателя. На конце стержня 8 закреплен якорь . из магнитно-мягкого материала. Опоры Л представляют собой проволоку диаметром 0,5 мм, пропущенную сквозь отверстие в камертоне. Камертон зафиксирован между пластинами 2 и 3, соединенными между собой винтами 15Прерыватель работает следующим об разом. Электромагнит tt возбуждает колебания стержня 8. Стержень закреплен в центре камертона и составляет с ни единую колебательную систему. Продольные колебания стержня преобразую ся в колебание изгиба основания участка камертона, заключенного между опорами, и возбуждают колебания ножек камертона. Так как частота синусоидального напряжения, подаваемог на электромагнит, выбрана равной час тоте механического резонанса, кото рая с помощью грузиков 3 в данной конструкции могла изменяться в преде лах 18-25 Гц, то при мощности в 3 МВт, подаваемой на электромагнит, амплитуда колебания ножек камертона достигает 2-3 км, что вполне достаточно для надежного прерывания атомного пучка. Электромагнит 11 и пластина 3 жестко соединены с платформой 10. Это дает возможность с помощью винтов 13 менять положение шторки ка мертона относительно области пересе чения пучков и работать со стационар ным пучком атомов, что необходимо при наладочных работах. Такое выполнение прерывателя позволяет уменьшить трение в точках крепления камертона и получить высокую добротность (около +00) механической колебательной системы, включающей камертон и стержень. Вследствие этого для возбуждения колебаний камертона на резонансной частоте требуется небольшое усилие. За счет экранировки электромагнита системы возбуждения и его удаления от области прерывания на суммарную длину камертона и стержня практически полностью устранена модуляция заряженных частиц переменным магнитным полем электромагнита. Паразитная модуляция потока заряженных частиц остаточным магнитным полем колеблющихся частей прерывателя исключена за счет изготовления этих частиц из немагнитных материалов. Формула изобретения 1.Вибрационный прерыватель атомного пучка, содержащий вибратор с защитной шторкой и электромагнитную систему возбуждения колебаний вибратора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения искажения траекторий заряженных частиц в прерывателе , вибратор выполнен в виде камертона, закрепленного в двух точках основания,в прерыватель введен передающий колебания стержень, один конец которого соединен с центром основания камертона, а второй конец расположен в поле действия электромагнитной системы возбуждения колебаний. 2.Прерыватель по п. 1, о т л и чающийся тем, что камертон снабжен средствами изменения резонансной частоты его колебаний. 3.Прерыватель по пп. 1 и 2, о т личающийся тем, что камертон и передающий колебания стержень выполнены из немагнитных материалов и на втором конце стержня закреплен якорь из магнитно-мягкого материала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США ff 3275831, кл. 250-105, опублик. 1966. 2.Дндерсен. Прерыватель молекулярного пучка с регулируемой частотой прерывания. - Приборы для научных исследований, 1966, W 7, с. (прототип),.

n

r

77 // /«

IJ tJ

/-

q

i VLlL

f 4

Щ

X

V

JLA.

Фиг.З