Способ измерения частот бетатронных колебаний кольцевых электронных пучков

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТ БЕТАТРОННЫХ КОЛЕБАНИЙ КОЛЬЦЕВЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ ПУЧКОВ, включающий р егистрацию синхротронного излучения кольца, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых частот, дополнительно измеряют магнитное поле на равновесной орбите кольца, при зтом при регистрации синхротронного излучения измеряют полуширину его углового распределения , а также средний радиус и радиус поперечного сечения кольца, после чего по измереньм величинам определяют частоту бетатронных колебаний . (П ч № § Од Ю СО J J г.

СОО3 G08KTCHHX

ФВ ЛВИ

РЕСПУБЛИК

gyp Н 05 Н 11/00

ГОСЗЩАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

А0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪ9

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ

Н *ВТОРСЙОЗВЫ СИИ В 1ЬСТВУ (21) 3389104/18-21 (22) 29.01.82 (46) 30.11.84. Бюл. В 44 (72) Н.Ю. Казаринов, Э.А.Перельштейн, С.И.Тютюнников и В.Н.Шаляпин (71.) Обьелиненный институт ядерных исследований (53) 621.384.6 (088.8) (56) 1. Воблый П.3. Зинин Э.И. и др. Методы измерения параметров пучков в накопителе ВЭП-3. Труды ф Всесоюзного совещания по ускорителям заряженных частиц. М., "Наука", 1973, т. 1 ° с. 390-392.

2. Гук И.С., Гладких П.И., Кононенко С.И. Определение среднеквадратичного разброса углового распределения скоростей пучка электронов по

3-компоненте синхротронного излучения. Письма в МТФ, 1981, 7, 1, с. 44 (прототип..SU„„1032991 А

1 (54)(57) СПОСОБ ИЗИЕРЕНИЯ ЧАСТОТ

SETATP0HHbK K0J1ESAHHA КОЛЬЦЕВЫХ

ЭЛЕКТРОННЫХ ПУЧКОВ, включакиций р егистрацию синхротронного излучения кольца, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых частот, дополнительно измеряют магнитное поле на равновесной орбите кольца, прн этом при регистрации синхротронного излучения измеряют полуширину его углового распределения, а также средний радиус и радиус поперечного сечения кольца, после чего по измереньи величинам определяют частоту бетатронных колебаний.

®

20

1 10329

Изобретение относится к ускорительной технике, а именно к коллек" тивному методу ускорения ионов электронными кольцами, и может быть использовано для определения аксиальных частот бетатронных колебаний электронов в процессе сжатия электронно-ионных колец.

Известен способ измерения частот бетатронных колебаний кольцевых 10 электронных пучков, включающий воздействие на пучок внешним высокочастотным полем (11.

Согласно известному способу для нахождения частот используют раскач- 15 ку бетатронных колебаний внешним высокочастотным полем. Отклик кольца регистрируют при измерении амплитуды колебаний светящегося сечения кольца в синхротронном свете. Недостатком известного способа является то, что в процессе измерения происходит изменение состояния кольца, что затрудняет .в ряде случаев одновременное проведение изме- 25 рений и использование кольца для целей коллективного ускорения ионов.

Прототипом данного изобретения является способ измерения частот бетатронных колебаний в электронном . кольце, включающий регистрацию синхротронного излучения кольца f23.

Согласно извест ному способ у измеряют угловое распределение J(-ком- 35 поненты синхротранного излучения электронов кольца в накопителе. Измерение производится с помощью передвигаемого фотоэлектронного умножителя с щелью на входном окне. 4О

При этом находят отношение мини.мального по углу значения интенсив- . ности Jl-компоненты к максимальному и сравнивают это отношение с расчетным. В результате находят разброс 45 скоростей электронов в кольце и определяют частоту бетатронных колебаний.

Недостатком известного способа является ограничение диапазона из- 5G меряемых частот, так как при больших частотах бетатронных колебаний, т. е. для больших угловых разбросов траекторий электронов, минимум в угловом распределении интенсивности g-кампо- 55 ненты исчезает.

Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых частот.

Цель достигается тем, что в способе измерения частот бетатронных колебаний кольцевых электронных пучков, включающем регистрацию синхротронного излучения кольца, дополнительно измеряют магнитное поле на равновесной орбите кольца, а при регистрации синхротронного излучения измеряют полуширину его углового распределения, а также средний радиус и радиус поперечного сечения кольца, после чего по измеренным величинам определяют частоту бетатронных колебаний.

На чертеже схематически показан вывод синхротронного излучения от кольца по двум каналам измерения.

На схеме обозначены: электронное кольцо 1, полупрозрачное зеркало 2, линзы 3, диссекторы 4.

Синхротронный свет от электронного кольца разделяется полупрозрачным зеркалом на две части. Одна из них служит для измерения углового распределения излучения Е (6). вторая — пля измерения среднего радиуса и nosrvpasMepa кольца в . В качестве детекторов света используют диссекторы, которые измеряют линейные изображения с разрешением примерно 0,1 мм.

Согласно данному способу, используется уширение углового распределения синхротронного излучения, обусловленное бетатронными колебаниями частиц в, ускорителе. Так как излучение сосредоточено в малой окрестности углов вблизи направления скорости электрона в момент излучения

4 „, а среднеквадратичное угловое отклонение частиц от медианной плоскости В определяется бетатронными колебанйями, то полуширина углового, распределения излучения

1/2 1 Л

2 2

При измерениях в области длины

4,2 го волн Л (iA,, где й,= — - критическая длина волны; го, у — средний радиус и релятивистский фактор электронного кольца; угол 4

Л= 5,72

Среднеквадратичный угловой разброс

2 2 электронов 8 = „., где о частота аксиальных бетатронных колебаний, м — среднеквадратичный полуразмер кольца.

Редактор Л.Письман

Техред М.Кузьма Корректор.О.Тигор

Заказ 9172/4 Тираж 782 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

t13035, Москва, Ж-ЗS, Раушская наб., д. 4/5

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

3 10329

Для типичных параметров электрон-,: ных колец коллективного ускорителя измерения интенсивности синхротронного излучения можно проводить в видимом свете. По синхротронному 5 ,свету определяется средний радиус, размер сечения кольца и ширина углового распределения света. Значение релятивистского фактора электронов находится при измеренном радиусе 10 по известному значению магнитного . поля. Таким образом, определяя величину 8)() го и qz находим гofг а ф

2 с(1, /2 Зу 2!

2 сТ

Данный способ измерения частот особенно. эффективен для коллективных ускорителей, для которых характерен большой угловой разброс электронов. Этот разброс сжатых колец

91 4 l определяется большими значениями частот бетатронных колебаний, связанными с фокусировкой электронов захваченными ионами. При измеренйях в видимом свете именно угловой разброс электронов определяет ширину углового распределения синхротронного света. Измерения частот бетатронных колебаний электронов в сжатых кольцах дают информацию не только о динамике электронов, но и характеризуют ионное кольцо.

По сравнению с прототипом процесс измерения упрощается, так как не требуется разделения излучения на двв компоненты .поляризации. В то же время область применимости данного способа шире, так как с его помощью можно измерять частоты бетатронных. колебаний электронных пучков с большим угловым разбросом.