Способ измерения радиуса равновесной орбиты в циклическом индукционном ускорителе

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИУСА РАЙЯОВЕСНОЙ ОРБИТЫ В ЦИКЛИЧЕСКОМ ИНДУКЦИОННОМ УСКОРИТЕЛЕ, согласно которому измеряют зависимость напряженности ускоряющего поля Е от радиуса орбиты р, отличающийся тем, что, с целью повьпиения точности измерения, одновременно с измерением напряженности ускоряющего поля Е производят измерения магнитной индукции В ведущего поля для той же области изменения радиуса в момент времени , когда ускоряющее поле отсутствует , т.е. В (р, 0), ив моменты, когда ускоряющее поле отлично от нуля, т.е. В (p,t ), а радиус равновесной орбиты pg определяют из соотношения fp(ps) О, гдeQ(p)-E(p,i)+W.(p,t)-8lp ,0)l.c-t(ut/2n где GJ - угловая частота источника питания ускорителя, т - время.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

COVIN

РЕСПУБЛИН (19) ®U (1О

3дц Н 05 Н 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ1ТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3399789/18-21 (22) 26.02.82 (46) 23. 12.84. Бюл. P- 47 (72) M.Ñ.Õâàñòóíoâ (71) Объединенный институт ядерных исследований (53) 621.384.6 (088.8) (56) 1. Ананьев Л.M. и др. Индукционный ускоритель. электронов-бетатрон, Госатомиздат, М., 1961.

2. Коломенский А.А.Физические основы методов ускорения заряженных частиц. M., изд. МГУ, 1980 (прототип) (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИУСА

РАЙЮВЕСНОЙ ОРБИТЫ В ЦИКЛИЧЕСКОМ ИНДУКЦИОННОМ УСКОРИТЕЛЕ, согласно которому измеряют зависимость напряженности ускоряющего поля Е от радиуса орбиты {1, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, одновременно с измерением напряженности ускоряющего поля Е производят измерения магнитной индукции В ведущего поля для той.же области изменения радиуса в момент времени, когда ускоряющее поле отсутствует, т,е. В (p, О), и в моменты, когда ускоряющее поле отлично от нуля, т.е.

В (,4 ), а радиус равновесной орбиты Р> определяют из соотношения ,g(P ) = О, где@{p)= — Е(р,Ц«)(8{ð,Ц-8{,0j) сЯ {utfa);

С2 где у — угловая частота источника Ж питания ускорителя, т — время.

1 1047

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано при создании и применении циклических индукционных ускори телей.

Известен способ измерения радиуса равновесной орбиты в бетатроне, основанный на использовании бетатрон. ного условия 2:1. При этом измеряют индукцию на орбите и среднюю индук- 1 цию внутри орбиты (1) . Недостаток способа — относительно низкая точность.

Наиболее близким техническим решением является способ измерения I5 радиуса равновесной орбиты в циклическом индукционном ускорителе, в котором измеряют зависимость напря. женности ускоряющего поля Е от радиуса орбиты (и определяют его мини- gp мум P2) .

Недостатком этого способа является низкая точность измерения равновесного радиуса, обусловленная тем, что напряженность вихревого ускоряю- 25 щего поля бетатрона в районе равновесного радиуса имеет слабо выраженный минимум.

Цель изобретения — повышение точности измерения равновесного радиуса.щ Поставленная цель достигается тем, что в известном способе измерения радиуса равновесной орбиты в циклическом индукционном ускорителе, согласно которому измеряют зависимость напряженности ускоряющего поля

Е от радиуса орбиты f, одновременно с измерением напряженности ускоряющего поля Е производят измерение магнитной индукции В ведущего поля для 4О той же области изменения радиуса в момент времени,-когда ускоряющее поле отсутствует, т.е. В ((3, О), и в момент времени, когда оно отлично от нуля, т.е. В (,1 ), а 4 радиус равновесной орбиты ()>) определяют из соотношения g (p<) = О, e ñð(ð I= E(ðÌ è (в(р,+)-в(ро)) с1 (ф ), где ц — угловая частота источника питания ускорителя; 50

1 — время.

Способ заключается в следующем.

Восстанавливают зависимость от радиуса $ полей ускоряющего F. (p, 4 ) и ведущего В (t) t ) для ряда момен- 55 тов времени 1 в течение всего цикла ускорения. Строят графики функций от

Г = Е(р t) <- const

pg =(

6 ветствует то значение, при котором пересекаются графики функций F u относящиеся к одному и тому же моменту времени. По пересечениям кривых Г u F> определяют значения равновесного радиуса и (4) для раз1" 6 ных моментов времени в течение цикла ускорения. Точки пересечения кривых можно отыскивать аналитически, как это описано выше.

Выражение (1) справедливо в условиях, когда ведущее поле описывается выражением

8{pP) =В{р,P) 8 {р) {1-cDscot).

Таким образом изменяются во времени ведущее поле бетатрона с подмагничиванием и ведущее поле ионотрона.

Ионотрон — циклический индукционный ускоритель, магнитная система которого подобна системе ведущего поля синхротрона, а в прямолинейных промежутках размещены. ускоряющие ферромагнитные сердечники тороидальной формы.

Выражение (1) эквивалентно условию 2: 1 для бетатрона с подмагничиванием и равносильно обобщению этого условия для циклического индукционно-, го ускорителя с произвольной магнитной периодической системой. При этом ведущее поле подразумевается заданным в соответствии с (2).

Установка для измерения радиуса равновесной орбиты предлагаемым способом может быть выполнена B несколь ких вариантах. Например, установка включает кольцо из изолирующего материала с закрепленными íà его поверхности концентрическими кольцевыми проводниками, датчики Холла, делители и усилители сигналов, годоскопические ворота, преобразователи

"амплитуда-цифра" и регистрирующее устройство. (например, магнитофон или магнитный диск, управляемый с помощью ЭВМ). Кольцо с проводниками за- креплено в межполюсном пространстве в медианной плоскости ускорителя (вакуумная камерИ ускорителя снята).

Кольцевые проводники повторяют

7373

Составитель F..Ãðoìoâ

Редактор О.Филиппова Техред С.Легеза Корректор O.Луговая

Заказ 9234/3 . Тираж 782 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., ц. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 104 форму орбит: для бетатрона — кольцо, для ионотрона — дуга в зазорах магнитов и отрезки прямых линий в прямолинейных промежутках. На каждом кольцевом проводнике в межполюсном зазоре закреплен датчик Холла. Кольцевые проводники имеют зазоры (один зазор для каждого проводника), к концам кольцевых проводников припаяны проводники для съема напряжения.

На изолирующем кольце должно быть не менее трех кольцевых проводников, Их длина должна быть измерена с высо кой .точностью (напоимер, 0,1X).

Работает установка следующим образом.

Включается питание ускорителя.

При достижении некоторого заданного уровня ускоряющего поля (или ведущего поля) открываются на 5 мкс годоскопические ворота, и сигналы вихревого напряжения (с кольцевых проводников) и ведущего поля (с датчиком

Холла) поступают на свои преобразователи "амплитуда-цифра". По окончании преобразования информация записывается на магнитную ленту или магнитный диск, после чего сигналом от

ЭВМ снова открываются ворота, и т.д. За цикл ускорения (1-10 мс) воэ можно таким образом измерить поля ускоряющее и ведущее в нескольких десятках точек по времени.

Изложенная вьппе система измерения предполагает, что магнитное поле в зазорах всех магнитов ионотрона изменяется синхронно (отсутствует фазовый сдвиг между магнитами), и амплитуды индукции в зазорах всех магнитов одинаковы. Кроме того, отсутствует фазовый сдвиг между ускоряющим и ведущим полями. Такая нредварительная настройка ускорителя может быть выполнена с помощью описанной выше установки. щ, Если измеренное значение отли5 чается от расчетного, необходима регулировка равновесного радиуса.

В ионотроне эта регулировка осуществляется просто: изменяют амплитуду д напряжения на ускоряющих сердечниках, при этом менять амплитуду ведущего поля нет необходимости.