Устройство для диагностики параметров электронно-ионных колец

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОННО-ИОННЫХ КОЛЕЦ, содержащее ускорительную трубку, в которой расположены зеркала для от ражения синхротронного излучения исследуемого кольца, систему для регистрации и обработки синхротронного излучения, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет увеличения числа контролируемых параметров кольца, на внутренней поверхности трубки по окружности установлены три плоских зеркала, отражающие поверхности которых параллельны продольной оси трубки, а к вертикальной оси трубки отражающие поверхности двух из этих зеркал расположены под углом 45 и отражающая поверхность третьего зеркала под угломо{, удовлетворяющим выражению/ ЯЧо оС -arcsm Z(RT-) где R- - радиус ускорительной трубки; - радиус кольца в начальный момент времени до его ускорения; (Л 0 - высота сегмента, образованного зеркалом и внутренней поверхностью ускорительной трубки, при гтом четвертое зеркало, выполненное в виде призмы, установлено на оси ускорительной трубки под углом 4 2ot к вертикальной оси и под углом 00 45 к плоскости поперечного сечения ел трубки. СЛ

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 H 05 Н 7/00

1 Мо Ы =огсин т(Кт-М) (21) 3390951/?4-21 (22) 04.02.82 (46) 23,02.86, Бюл, ¹ 7 (71) Объединенный институт ядерных исследований (72) С.И. Тютюнников и В.Н. Шаляпин (53) 6?1 384 6 (088 8) (56) Долбилов Г.В. и др. Препринт ОИЯИ Р9-!1191, Дубна, 1977.

Авторское свидетельство по заявке ¹ 260297I/18-25, кл. Н 05 Н 7/00, 1978.

;(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ

ПАРАИЕТРОВ ЗЛЕКТРОННО-ИОННЫХ КОЛЕЦ, содержащее ускорительную трубку, в которой расположены зеркала для отражения синхротронного излучения исследуемого кольца, систему для регистрации и обработки синхротронного излучения> о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей устройства за счет увеличения числа контролируемых параметров кольца, на внутренней поверхности трубки по окружности установлены три плоских зеркала, отражающие поверхности ко„.Я0„„1148550 торых параллельны продольной оси трубки, а к вертикальной оси трубки отражающие поверхности двух иэ этих о зеркал расположены под углом 45 и отражающая поверхность третьего sepкала под угломер(, удовлетворяющим выражению где RT — радиус ускорительной трубки; 1Ь вЂ” радиус кольца в начальный момент времени до его Е

O ускорения;

Ы вЂ” высота сегмента, образованного зеркалом и внутренней С" поверхностью ускорительной трубки, при ."том четвертое зеркало, выполнен---ное в виде призмы, установлено на

° аай оси ускорительной трубки под углом

2N к вертикальной оси и под углом о

45 к плоскости поперечного сечения М трубки. Сл

Сд

1148550

Изобретение относится к ускорительной технике, а именно к коллективному ме оду ускорения ионов, и может быть использовано для измерения размеров, скорости, смещения электронно-ионных колец, а также для измерения некоторых характеристик синхротронного излучения (СИ)

: Ъ 4 кольцевых .сгустков..

:Ф :.. 4;: °11звестно устройство для определенйя".11азмеров электронных колец, основайное на том, что при продольном движении электронное кольцо высаживается на металлическую мишень, с наружной стороны которой расположен сцинтнллятор, ЭтОт сцпнтиллятор светится под действием тормозного

Р-излучения в месте высадки электронов кольца. По форме. световой вспышки можно определить лишь поперечные размеры кольца, которые в процессе измерения разрушаются. Продольные размеры данным устройством определить нельзя.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для диагностики параметров электронно-ионных колец, содержащее ускоряющую трубку, в которой рас-. положены зеркала для отражения синхротронного излучения кольца, систему регистрации и обработки синхротронного излучения и источник монохроматического излучения.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет увеличения числа контролируемых параметров кольца.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для диагностики параметров электронноионных колец, содержащем ускорительную трубку, в которой расположены зеркала для отражения синхротронного излучения исследуемого кольца, систему для регистрации и обработки синхротронного излучения, на внутренней поверхности трубки по окружности установлены три плоских зеркала, отражающие поверхности которых параллельны продольной оси трубки, а к вертикальной оси трубки отражающие поверхности двух из этих зеркал расположены под углом 45 и отражающая поверхность третьего зеркала под углом о(удовлетворяющим вы. ражению:

1 ко ! (= с

10 рических параметров кольца и уско45 рительной трубки и определяются выражением к

gl = col c sl I1 — — — — I 1 т

Плоскости зеркал 1-3 перпендикулярны плоскости кольца, а зеркало

5 наклонено под углом 45О к плос,кости кольца. При таком расположе- нии зеркал синхротронное .излучение

55 от сечений несмещенного кольца ради-. уса R попадает в центр зеркала 5 и дальше отражается в аксиальном направлении к приемнику 9 излучения, где и — радиус ускорительной труб5 ки, 8qg — радиус кольца в начальный момент до его ускорения; с — высота сегмента, образованного зеркалом и внутренней поверхностью ускорительной трубки, при этом четвертое зеркало, выполненное в виде призмы, установлено на оси ускорительной трубки под углом 2с4.к вертикальной оси и под углом 45 к плоскости поперечного сечения трубки °

На фиг.1 приведено поперечное сечение устройства, на фиг.2 — расположение устройства в ускорительной трубке, на фиг.3 — схема устройства в плоскости YZ; на фиг.4— сечение кольца на экране, Устройство для диагностики параметров электронно-ионных колец содержит одинаковые зеркала 1-3, установленные по окружности ускори30 тельной трубки 4, и плоское зеркало 5, располагаемое в центре трубки 4. На фиг.2 показан шток 6 и . указаны продольный 7 и поперечный

8 размеры пучка.

На фиг.3 показаны приемник 9 излучения и экран 10, на фиг.4 приведены два следа в виде полосок 11 и 12 и показан радиал ный размер кольца 13. Зеркала 1, 2 расположены

40 под углом 45 к вертикальной оси

OY. Угол cL установки зеркала 3 и угол 2 d усгановки зеркала 5 по отношению к оси OY зависят от геомет3 1

Позициями 14,15,16 обозначен ход световых лучей от противоположных сечений кольца, А, В, A В - противоположные сечения кольца, сплошной линией показано положение электронного кольца, когда центр нахо" дится в точке О, пунктирной — когда ! в точке О, Ь У, L Y„>Ü Y — смещения изображений, КК вЂ” ось симметрии.

При покоящемся кольце устройство работает следующим образом. Синхротронное излучение от двух противоположных сечений А и В кольца,расположейного коаксиально с трубой, отражается от зеркал 1-3 в плоскости кольца ХУ, а затем выводится из этой плоскости зеркалом 5 и попадает на приемник 9 излучения. При т> этом из о браже! пня се гений А EI В па экране сливаются в одно. Если кольцо смещается как целое относительно трубы ускорения на расстояние то изображения противополож.ных сечений расходятся и с 1ещгются на расстояние 2). Смещение кольца в гори онтальном направлении

0У не влияет на положение изображений. Начиная с некоторой величины смещения, лучи от сечения С могут попадать на экран. Тогда по его появлению можно судить одновременно и о смещении в направлении ОХ. Отличить изображения сечений Л,D,Ñ кольца друг от друга можно как при помощи последовательного закрывания зеркал, так и по величине сигнала с детектирующей аппаратуры.

Это следует из того, что при отражении часть света рассеивается и поглощается, при этом свет от сече- . ния В отражается от четырех поверхностей, С вЂ” от трех, А — от двух.

Для контроля смещения по оси ОХ необходимо все устройство развернуть на

90 . Вследствие узкой направленности синхротронного излучения (раствор порядка 1 ) соседние участки кольца не дают вклад в образование изображения.

При движении кольца вдоль оси

0Z устройство работает следующим образом. Изображения сечений А и В на зеркале 5 будут смещаться вдоль параллельных прямых, .наклоненных под углом 2 . к оси ОХ, поэтому на экране 10 получается картина в виде

148550

10

-а

К= КО+

55 двух следов 11, 12, показанная на фиг.4.

Если заранее разместить источник света между зеркалами в сечении А (фиг.1) и получить его изображения на экране 10, то можно определить смещение АУ1 и AYE кольца. При этом, если 4У„ 1У это означает, что радиус кольца изме пллся, тогда новый радиус кольца определяется как

Таким образом, радиус кольца и радиальный размер о,р (см.фиг.4) можно измерить, используя фотографический метод.

Определение остальных параметров кольца рассмотрим в примере.

Для определения продольных размеров Р кольца необходимо использовать прибор с пространственновременным разрежением — диссектор (на чертеже не показано). При этом, если за время развертки прибора кольцо не успевает сместиться на половину своего размера, определение 0 будет достаточно точным.

Располагая плоскость фотокатода диссектора на пути синхронного излучения (см.фиг.3) получаем в результате угловое распределение синхротронного излучения, что несет в себе информацию о наличии ионов в кольце.

Если использовать диссектор в режиме работы фотоэлектронного умножителя (без временной развертки), можно определить скорость кольца

С по длительности сигнала р C= /1 где 5 — размер зеркал в аксиальном направлении.

По величине сигнала можно также судить о количестве электронов и в кольце. Для этого нужно откалибровать диссектор по эталонному источнику света или IIQ другому датчику °

Для контроля параметров вдоль всего канала ускорения устройство перемещают вдоль оси 02. Предлагаемое устройство позволяет увеличить число контролируемых параметров кольца.

1148550

1148550

Редактор С. Титова Техред Ж.Кастелевич

Корректор С. ШекмаР

Заказ 793/3

Тираж 767 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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