Способ определения параметров сильноточного импульсного пучка ускоренных электронов

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИЛЬНОТОЧНОГО ИМПУЛЬСНОГО ПУЧКА УСКОРЕННЫХ ЭЛЕКТРОНОВ, основанный на бесконтактном измерении магнитных полей, создаваемых пучком при его движении в продольном магнитном поле, отли чающий.с я тем, чЮ, с целью упрощения и повышения точности измерений, предварительно нейтрализуют собственное электрическое поле пучка на участке измерений путем напуска газа нейтральных частиц в область пучка, после чего измеряют продольную составляющую магнитного поля пучка, по величине которой затем определяют параметры с $ пучка. 00 о ю о: to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5D 05 Н 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

УРа0ЬНЫЦ г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 2691898/18-25 (22) 30.11.78 (46) 23.01.84, Бюл. Р 3 (72) Г.Л.Громов, И.Н.Сливков и С.Е.Соковнин (53) 621.384;бб (088.8) (56) 1. Бредли.Л.П. Методика исследования распределения плотности электронного тока и траекторий электронов в сильноточном релятивистском электронном пучке.-Приборы для научных исследований. Р 6, 1975, с. 21.

2. Авторское свидетельство СССР заявка Р 2519096/18-25(109291) с решением о выдаче авторского свидетельства от 14.06 ° 78. (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ IIAPANETР0В СИЛЬНОТОЧНОГО ИМПУЛЬСНОГО ПУЧКА

УСКОРЕННЫХ ЭЛЕКТРОНОВ, основанный на бесконтактном измерении магнитных полей, соз,даваемых пучком при его движении в продольном магнитном поле, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения точности измерений, предварительно нейтрализуют собственное электрическое поле пучка на участке измерениЯ путем напуска газа нейтральных частиц в область пучка, после чего измеряют продольную составляющую магнитного поля пучка, по величине которой затем определяют параметры пучка.,730262

ВНИИПИ Заказ 1053/2 ТиРаж 783 ПоДписное

ФилИал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при разработке систем диагностики сильноточных импульсных пучков ускоренных заряженных частиц.

Известен способ определения параметров сильноточных импульсных пучков ускоренных электронов f1) основанный на частичном или полном перекрытии пучка.

Согласно известному способу осу- 10 ществляют коллимирование пучка механическим путем, и на основании проведенных измерений определяют внутреннюю структуру пучка.

Недостатком известного способа 15 является большое энерговыделение на механических коллиматорах, что приводит к быстрому выходу аппаратуры из. строя.

Прототипом изобретения является способ определения параметров сильноточного импульсного пучка ускоренных электронов (2), основанный на бесконтактном измерении магнитных полей, создаваемых пучком при его движении a продольном магнитном поле.

Согласно этому способу определение параметров осуществляется с помощью большого числа датчиков,.достаточно удаленных друг от друга по оси пучка, с последующей обработкой результатов измерений, заключающейся в решении системы нелинейных уравне- ний.

Такая методика является трудоемкой и приводит к большим погрешностям.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, т.е. упрощение и повышение точности изме- 40 рений.

Поставленная цель достигается тем, что предварительно регистрируют собственное электрическое поле пучка на участке измерений путем напуска газа 45 нейтральных частиц в область пучка, после чего измеряют продольную составляющую магнитного поля пучка, по величине которой затем определяют параметры пучка. 50

Чертеж поясняет предлагаемый способ. Пучок 1, s общем случае трубчатый, заключен между цилиндрическими ,стенками 2 и 3 камеры дрейфа. Радиально направленными стрелками условно показан поток нейтрального газа.

Пучок фокусируется продольным магнитным полем 5 собственное электрическое поле пучка обозначено

Г., перпендикулярная направлению распространения пучка скорость обозначена L скорость азимутального дрейфа обозначена Ч1, . Последняя обусловлена дрейфом йучка поц действием скрещенных полей Ио и

В отсутствии нейтрализации продольная составляющая магнитного поля пучка сложным образом зависит от совокупности двух неизвестных параметров Ч„ и Ч, что затрудняет определение перпендикулярной составляющей скорости \ .

Согласно этому способу в пучок напускают нейтральный газ. В результате столкновений электронов пучка с нейтралами возникают в результате ионизации новые электроны и положительные ионы. Как более легкие электроны иониэации быстро уходят иэ толщи пучка в результате различного рода столкновений, а также в результате действия неполностью нейтрализованного на данный момент времени электрического поля. Процесс ухода электронов ионизации — самосогласованный, то есть скорость ухода зависит от электрического поля.

В результате происходит накопление положительных ионов, а следовательно, и нейтрализация электрического поля.

Это приводит к обращению в ноль составляющей поля. Г„, а следовательно и составляющей скорости дрейфа Ч . В результате продольная составляющая магнитного поля, определяемая экспериментально, оказывается зависящей только рт одного неизвестного параметра Ч, абсолютная величина которого определяется по формуле где Ч1 — абсолютная величина скорос- ти; фЗМ вЂ” поток собственного продольного магнитного поля пучкау

8> — внешнее фокусирующее магнитное полеу заряд частиц в пучке;

Ч, — скорость продольного дрейфа частиц в пучке; с — скорость света;

Э вЂ” ток пучка;

E: — полная энергия частиц в пучке.

Отсутствие большого числа датчиков и простота расчета упрощает измерение и повышает его точность по сравнению с прототипом.