Способ настройки многоступенчатого магнитооптического канала

<>524476

О0 ИСА НИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51) М.Кл. H 05 Н 7/00 (22) Заявлено 09.04.75 (21) 2122809/25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.06.77. Бюллетень № 23 (45) Дата опубликования описания 25.10.77

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.384.6 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. М. Кац и В. М. Бреев (71) Заявитель (54) СПОСОБ НАСТРОЙКИ МНОГОСТУПЕНЧАТОГО

МАГНИТООПТИЧЕСКОГО КАНАЛА

Изобретение относится к технике формирования пучков заряженных частиц от ускорителей и предназначено для точной фокусировки пучка заряженных частиц.

Известен способ настройки многоступенча- 5 тых магнитооптических каналов (МОК) с помощью тонких пучков (1).

Однако этот метод черезвычайно трудоемок.

Известен также способ настройки МОКа, основанный на измерении импульсного спектра частиц, проходящих через коллиматор. В частности, для измерения импульсного спектра используют спектрометрические возможности расположенных за коллиматором ступеней

МОКа (2) В этом случае пучок пропускают через коллиматор, установленный в промежуточном фокусе, и минимизируют ширину пучка в следующем фокусе путем изменений режимов фокусировки квадрупольных линз.

Однако такой способ обладает малой точностью и чувствительностью, поэтому настройка МОКа является трудоемкой и длительной. Это объясняется тем, что при неправильной фокусировке во всех ступенях МОКа ширина пучка в месте измерения может лишь незначительно отличаться от ширины пучка при правильной фокусировке. Это обусловлено линейной связью между импульсами частиц и углами их вылета из фокуса.

Целью изобретения является повышение точности и сокращение времени настройки.

Поставленная цель достигается тем, что пучок рассеивают в плоскости поворотов при пропускании через коллиматор на угол, равный углу захвата частиц ступенью магнитооптического канала, следующей за коллиматором. Причем, пучок можно рассеивать, например, переменным магнитным полем с периодом в 10 раз меньшим, чем время измерения ширины пучка. Для этого на время наладки в промежуточный фокус устанавливают рассеиватель, чем обеспечивают нарушение линейной связи между импульсами частиц и углами их вылета из промежуточного фокуса. Таким образом, для последующих ступеней рассеиватель является изотропным источником частиц. Интервал импульсов в этих частицах определяется фокусировкой в предыдущих ступенях МОКа и минимален при точной фокусировке. Поэтому ширина пучка в последующих фокусах будет минимальной только при правильной фокусировке в предыдущих и следующих за рассеивателем ступенях канала. Настройка

МОКа заключается в получении минимального размера пучка в фокусе, расположенном после рассеивателя, путем изменений режимов

524476 фокусирующих линз так же, как в .известном способе.

Рассеиватель должен обеспечивать изменение направления движения частиц в плоскости поворотов пучка на углы, равные углу захвата частиц следующей за рассеивателем ступенью. Дальнейшее увеличение угла рассеивания ведет к значительным потерям частиц в последующих ступенях МОКа, В качестве рассеивателя могут быть использованы фильтр или магнит с переменным во времени полем.

Необходимую толщину t в г/см рассеивающего фильтра можно определить по формуле 1. (2) В/ ——

Пита ние магнита может быть синусоидальным или пилообразным, с периодом много меньшим (более, чем в 10 раз), чем время измерения ширины пучка.

На фиг. 1 изображена схема типичного двухступенчатого МОКа; на фиг. 2 — расчетная зависимость для этого МОКа ширины импульсного интервала частиц, проходящих через коллиматор, от относительной силы фокусирующего элемента в первой ступени канала где Р— импульс частиц в МОКе, Мэв/с;

P — скорость частиц в единицах скорости света;

Π— угол захвата частиц последующей ступенью МОКа, радиан;

t — радиационная длина вещества фильтра, г/см .

Для импульсов частиц в диапазоне 0,5—

500 Гэв/с толщина фильтра из свинца составляет 1 — 400 г/см . Для уменьшения поглощения частиц в фильтре следует делать фильтры из вещества с минимальным отношением ipaдиационной длины к ядерной длине.

В случае использования в качестве рассеивателя магнита с переменным полем произведение его максимальной индукции В в кгс на эффективную длину l в метрах можно определить по формуле 2. в плоскости поворота пучка; на фиг. 3 — расчетные .зависимости полной ширины Х во втором фокусе от относительной силы фокусировки в первой и во второй ступенях при наличии

5 соответствующего рассеивателя в первом фокусе; на фиг. 4 — аналогичные зависимости при настройке МОКа известным способом.

Схема МОКа включает ми|шень 1 ускорителя (источник частиц), квадрупольные линзы

1р 2, поворотные магниты 8, установленный в промежуточном фокусе коллиматор 4, рассеиватель 5, второй фокус 6 МОКа, где измеряется ширина пучка. Пунктирными линиями обозначены траектории частиц в плоскости

15 анализа при правильной фокусировке для центрального импульса, штрих-пунктирными линиями — крайние траектории частиц в перпендикулярной плоскости. Расчетные зависимости, представленные на фиг. 2 — 4, BbIIIOJIHp.ЬР ны для импульсного разрешения — -- = — 3 10 — ".

Р

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает однозначность, большую точность и остроту .настройки МОКа и поэтому требует

Формула изобретения

1. Способ,настройки многоступенчатого магнитооптического канала путем введения коллиматора в промежуточный фокус, измерения поперечного размера пучка в следующем фокусе в плоскости его поворота и минимизации размера пучка путем изменения режимов фокусировки ступеней, отличающийся тем, что, с,целью повышения точности и сокращения времени настройки, при пропускании пучка через коллиматор его рассеивают в плоскости поворота.

4р 2 Способ по п. 1, отличающийся тем, что пучок рассеивают на угол, равный углу захвата частиц следующей за коллиматором ступенью магнитооптического канала.

Источники ин формации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Котов В. И. и др. «Фоиусировка и разделение по массам частиц высоких энергий», М,, 1969, с. 250.

2. Баюков Ю. Д. и др. Пучок с высоким импульсным разрешением. Препринт ИТЭФ-4, 1973.

524476

//=0

-0% — () =0

-Ф%

Ф%

-0%

Редактор С. Титова

Корректор В. Гутман

Заказ 534/1428 Изд. № 79 Тираж 1014 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип, Харьк. фил. пред. «Патент» — = -,7 (О npu — (t) =0

4Р 4 hc, р с

Составитель Е. Громов

Техред Н. Сметанина д% — (2) с

0 /о — (2) с