Кольцевой циклотрон

 

КОЛЬЦЕВОЙ 1ЩКЛОТРОН, содержащий секторные электромагниты с магнитопроводами и обмоткой возбуждения и инжектор ускоряемых частиц. выполненный в виде циклотрона с азимутально-симметричными полюсами электромагнита, отлич а. юадийс я тем, что, с целью уменьшения габаритов и уцро1цен11я, аэи тальносимметричные полюса 1шклотрона расположены внутри сектсфных электромагнитов и имеют общую с ними ось симметрии и медианную плоскость, в обращенных к общей оси симметрии уч астк ах магии топроводЬв секторных электромагнитов выполнены проемы, , торцы которых примжают к цилиндрическим поверхностям аэиМутально-симметричных полюсов циклотрона, а обмотка возбуждения выполнена в виде двух сиАшетричных относительно медианной плоскости кольцевых катушек, расположенных внутри секторных магнитопроводов . Ч о О5 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

WOW

РЕСПУБЛИК

З(Я)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3470734/18-21 (22) 19;07.82 (46) 28.02.84. Бюл., У 8 (72) П.В.Богданов (53) 621. 384.6 (088.8) (56) 1. ZigIer К. Running in of

VICKSI. operating experience Eighth

Intern °, conf on cycIotrons and

their appIic BIoomingtor Xndisna, UBK ° 19 78 ° р. 1 872 .

2 ° Botha А.Н. Fhe status of the

South. А frican AcceIeratов centre .

Eighth Intern. con f. on cycIotrans

and their,appI1c Bloomingtor, :Indiana, USA. 1978, р. 1986. (54)(57) КОЛЬЦЕВОЙ ЦИКЛОТРОН, содержащий секторные электромагниты с

)аагнитопроводами и обмоткой возбужденйя и инжектор ускоряемых частиц, Ф (l9) (11) выполненный в виде циклотрона с азимутально-симметричными полюсами электромагнита, о т л и ч а,ю щ и й-с я тем, .что, с целью уменьшения габаритов и упрощения, азимутальносимметричные полюса циклотрона рас.положены внутри секторных электромагнитов и имеют общую с ними ось симметрии и медианную плоскость, в обращенных к общей оси симметрии участках магнитопроводов секторных электромагнитов выполнены проеьы> ,торцы которых привыкают к цилиндрическим поверхностям азиМутально-симметричных полюсов циклотрона, а обмотка возбуждения выполнена в виде двух симметричных относительно меди- ф анной плоскости кольцежас катушек, расположенных внутри секторных магнитопроводов °

10770б8

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при проектировании кольцевых циклотронов, предназначенных для ускорения пучков заряженных частиц до энергий несколько сот МэВ.

Известен кольцевой циклотрон, содержащий электромагнит, составленный иэ четырех секторных замкнутых электромагнитов, и ускоряющую систему, состоящую из двух резонансных 10 систем.

В известном устройстве инжекция частиц осуществляется от системы внешней инжекции, которая состоит иэ ускорителя Ван-де-Граффа, рассчи- 15 танного на ускорение частиц до б МэВ, двух банчеров и систем транспортировюи и ввода пучка в циклотрон (1) .

Недостатками данного устройства 7О

: являются сложность изготовления маг- нитов-секторов, обусловленная необходимостью изготовления обмоток возбуждения сложной конфигурации для каждого сектора, использование ускорителя-инжектора и большого набора элементов транспортировки пучка от

Инжектора до циклотрона, что обусловливает соответственно, высокую

°, стоимость системы инжекцни, а также

Ускорителя Ван-де-Граффа, так как возникает необходимость применения банчеров, вызванная требованием синхронизации поступления банчей с

Рабочей частотой УскоРяющей системы 35

Циклотрона. Это усложняет систему

Инжекции и ее эксплуатацию.

Кроме того, возникают трудности

Ь размещении оборудования систем

Ввода инжектируемых частиц и в ее

Обслуживании, обусловленные необхо- 4О

Димостью размещения этого оборудоВания в центре циклотрона при ограниченных размерах места для него, И, наконец, для размещения ускориТеля-инжектора требуется дополнитель-45 иое помещение, что влечет за собой соответствующие затраты средств на его строительство.

Наиболее близким к предлагаемому является кольцевой циклотрон, соизржащий секторные электромагниты магнитопроводами и обмоткой воз63 ждения и инжектор ускоряемых ча© гкц, выполненный в виде циклотрона азимутальнО-симметричными пОлюса- 55

" И электромагнита.

В .известном устройстве транспор йровка от,циклотрона-инжектора H

Ввод s кольцевой циклотрои пучка

3 СМоренных частиц обеспечивается ФИ помощи фокусирующих и отклоняюэлектромагнитных устройств.

Применение в качестве инжектора

ЦИклотрона способствует некоторому

39фощению оистемы инжекции, так как 65 здесь можно согласовать рабочие частоты ускоряющих систем циклотроиаинжектора и. кольцевого циклотрона и не требуются дополнительные устройства — банчеры (2), Недостатками известного устройства являются его большие габариты, что связано с необходимостью размещения двух циклических ускорителейкольцевого циклотрона и циклотронаинжектора, а также высокая стоимость, что связано с наличием двойного количества источников питания, вакуумных камер и других конструктивных элементов.

Цель изобретения — уменьшение габаритов и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем; что в кольцевом циклотроне, содержащем секторные электромагниты с магнитопроводами и обмоткой возбуждения и инжектор ускоряемых частиц, выполненный в виде циклотрона с азимутально-симметричными полюсами электромагнита, азимутально-симметричные полюса циклотрона расположены внутри секторных электромагнитов и имеют общую с ними ось симметрии и медианную плоскость, в обращенных к общей оси симметрии участках магнитопроводов секторный электромагнитов выполнены проемы, торцы которых примыкают к цилиидриt ческим поверхностям азимут ально-симметричных полюсав циклотрона, а обмотка возбуждения выполнена в виде двух симметричных относительно медианной плоскости кольцевых катушек, расположенных внутри секторных магыитопроводов, .

На фиг. 1 показан циклотрон, Разрез; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1.

Кольцевой циклотрон содержит электромагнит, составленный из четырех секторных магнитопроводов 1, цилиндрических полюсов 2, обмотки 3 возбуждения, ускоряющую систему, составленную как минимум из двух резонансных систем 4, вакуумную камеру 5 и аксиальный ионный источник б,. введенный в камеру через отверстие в полюсе электромагнита.

В состав электромагнитов входят также похпосные наконечники 7 и 8. !

Заряженные частицы поступают из ионного источника б, гицинируются и ускоряются напряжением, приложенным к ускоряющим электродам (дуантам) и в районе полюсов 2 ускоряются как в обычном (в классическом) циклотроие, а при выходе за пределы цилиндрических полюсов и после при достижении определенной энергии переходят в режим кольцевого ускорения и ускоряются до высоких конеч- . ных энергий (до нескольких сот МэВ) ., >

1077068

СоставительВ,Краснопольский

Редактор Ю.Ковач Техред Л.Иикец Корректор О.Тигор

Заказ 774/54 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и,открытий

113035, Москва, Ж»35, Раущская наб., д. 4/5

»

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4

По сравнению с. прототипом предлагаемый циклотрон в коватлексе конст руктивно проще, менее трудоемок в изготовлении, проще и экономичнее в эксплуатации, так как в ием отсутствуют отдельный циклотрон-инжектор, предварительно ускоряющий ионы, система вывода пучка ускоренных частиц иэ него и система ввода (инжек ции) пучка в кольцевой циклотрои, Кроме того, сокращается площадь,: ва .ннмаемая ускорителем в комплексе, 5 т.е. снижаются затраты на строительство помещения.