Способ ускорения электрического кольца

И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 409402

Социалистических

Республик (б1) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 04;О2.72 (21) 1741436/26-25 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 05.07.75. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 20.04.7б (51) М. Кл. H 0511 9/00

Государственный комитет

Сонете Министров с«е11Р пе иолам изебретений и открытий (53) УДК 621.384,6 (088.8) (72) Автор изобретения

А. Г. Бонч-Осмоловский (71) Заявитель

Объединенный институт ядерных исследований (54) СПОСОБ УСКОРЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОГО КОЛЬЦА

Изобретение касается ускорительной техники и может быть использовано для создания одного из вариантов коллективного ускорителя ионов.

Один из известных способов ускорения электронного кольца с ионами в коллективном методе ускорения основан на переводе вращательной энергии электронов, накопленной при создании кольца, в поступательную энергию кольца в неоднородном магнитном поле. Однако при ускорении в адиабатически спадающем вдоль оси системы магнитном осевом поле размеры кольца увеличиваются пропорционально энергии кольца и обратно пропорционально корню квадратному из напряженности магнитного поля, что резко снижает эффективность ускорения и усложняет практическое использование способа. Метод сохранения большого радиуса электронного кольца путем выполнения бетатронного условия 2: 1 для магнитного поля на всем пути ускорения крайне сложен конструктивно и требует весьма большой мощности питания соответствующего центрального соленоида.

Цель изобретения — уменьшение потерь частиц и повышение стабильности размеров электронного кольца.

Цель достигается путем применения принципа частичного и ограниченного перевода вращательной энергии электронного кольца в поступательную в неоднородном винтовом магнитном поле. Такое магнитное поле создается, например, при протекании переменного во времени тока вдоль оси системы, и при определенном соотношении напряженностей осевой и азимутальной составляющих магнитного поля вращательная энергия частично переходит в поступательную с сохранением или ограниченным изменением размеров коль10 ца.

Большой радиус R кольца в винтовом магнитном поле для случая осевого тока может быть найден из выражения где P = тум — азимутальный момент количества движения электронов;

20 сон (2) — циклотронная частота электронов в поле Н, (Z), H„V,, Р= 3 о = с

О

2 г2 — 12

t = (1 — 3.— Ь) В конце ускорения, когда Н, — «-О, кольцо приобретает поступательную скорость

30 )z =- 1/ 1 + Pà/4 — P/2.

409402

Предмет изобретения

Составитель II. Домнин

Техред Т. Курилко

Редактор И. Орлова

Корректор Е. Рожкова

Лак 755/1 Изд. Ко 44 Тираж 869 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 з

При P =0,3 радиус R с изменением ан (Z) практически не меняется.

Азимутальная составляющая магнитного поля существует на протяжении всего тракта установки генерирования заряженных колец (адгезатор) и системы ускорения. При этом на начальном этапе, когда кольцо создается в адгезаторе, эта составляющая адиабатически нарастает во времени, выполняя функции центрирования кольца и изменения (увеличения) частот бетатронных колебаний электронов в нем; в процессе вывода и ускорения она практически не меняется (может медленно уменьшаться в конце ускорения). На этом этапе азимутальная составляющая магнитного поля также выполняет функции центрирования кольца относительно оси системы, но главное, обеспечивает постоянство его радиуса (или медленное и контролируемое изменение) в процессе ускорения в адиабатически спадающем вдоль оси системы осевом магнитном поле.

Азимутальную составляющую магнитного поля можно создать путем пропускания изменяющегося во времени электрического тока по центральному проводнику, расположенному вдоль оси установки для создания и ускорения электронного кольца; при этом обратным проводником могут служить внешний металлический цилиндр и стенки камеры адгезатора, Предлагаемый способ ускорения электрон5 ного кольца в неоднородном винтовом поле сравнительно прост в практическом осуществлении и не требует черезмерно больших мощностей питания. Улучшены физические характеристики кольца, в частности уменьше10 ны потери энергии на излучение и потери частиц н а стенках ка мер ы.

15 Способ ускорения электронного кольца с ионами в спадающем осевом магнитном поле, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь частиц и повышения стабильности размеров кольца, на протяжении всего

20 тракта формирования и ускорения кольца дополнительно создают азимутальное магнитное поле, напряженность Н которого выбирают так, чтобы выполнялось соотношение

О„

25 01((1, zo где ̈́— напряженность осевого магнитного поля.