Патент ссср 155891

 

Яо 1 55 Я е1 1

Класс и 05h; 21g, 36

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С ВИ4ЕТЕЛ6СТВУ

Подписная группа JH 97

P. 3. Джиджян

3 м с

БЕТАТРОН

Заявлено 20 ноября 1961 г. за М 762416/26-9 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений и товарных знаков» М 14 за 1963 г.

Известен способ создания радиальной бегущей волны магнитного поля, а также использование ее в циклотронах. Известны сильнофок сирующие ускорители с постоянным во времени магнитным полем.

Предлагается, с целью увеличения интенсивности электронного пучка в бетатроне, применять радиальную бегущую волну магнитного поля для фокусировки электронного потока в бетатроне.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого бетатрона; на фиг. 2— магнитное поле бетатрона — бегущая волна Ír., и ведущее поле Н направлены в одну сторону; на фиг. 3 — то же. бегущая волна Нб и ведущее поле Н направлены в противоположные стороны.

Магнитная система предлагаемого бетатрона состоит пз индукционного сердечника 1, полюсных наконечников 2 и надполюсных обмоток 3, создающих бегущую волну.

Индуцирующее переменное во времени магнитное поле Н„„л, создаваемое в сердечнике 1, отделено от ведущего поля H. Ведущее поле между полюсными наконечниками 2 постоянно во времени и растет с увеличением радиуса 0Т наименьшего значения Н1 на радиусе ry до наибольшего значения На на радиусе r . На ведущее поле накладывается дополнительное поле Нв, Градиент фронта бегущей волны

/ Нфл

oTP ø Te eH (0 и по абсолютной величине несколько превышаdr

/dH i ет градиент ведущего поля 1 — ). Поэтому суммарное поле Н, =

,dr )

= Н+ Нб., получаемое наложением бегущей волны Нд, на ведущее Го (ооЯ (поле Н, в узкой кольцевой зоне (рабочая зона 4), соответствующей фронту бегущей вслны, будет иметь градиент бас, dr = — (dH@» йг — dH dr) (О, удовлетворяющий условиям фокусировки

1 ) и = — r Hc ) О.

Инжекцию элекчронов нужно производить на радиусе г, в момент, когда фронт бегущей волны находится на исходном радиусе r>, скорость же перемещения фронта бегущей волны ос,, нужно взять равной радиальной скорости о, ускоряемых электронов.

Ширина фронта А @«бегущей волны должна превосходить амплитуду радиальных колебаний. Поэтому величина бегущей волны иНс,, Н6. в. - мафр

dr будет большой. Л это связано с тем, что при направлении ведущего поля H и поля бегущей волны Н;,, в одну сторону инжекция электронов FIB радиусе г, будет происходить в суммарное поле также большой величины:

Н«« с Hy + Нб. o. Х>.

0r где 6„=—

U — приращение радиуса за оборот; U — приращение г;оборот; Т = — =

2-.. r — период обращения; с V 1 — (=о .--о+Е)-" энергия; е0 — энергия покоя электрона.

1((Е))

dÅ энергии за

v †- скорость; Š— кинетическая

Или

Дифференцируя по r известное соотношение

УЕ - + 2Е=-, =еНг, получают

dE VE" -гя:, г ., анрр

+-0

Окончательное выражение для радиальной скорости:

Uc 1 р гг. е i (H+ rdH, dr) Приращение энергии электрона за оборот е dФ

U= ——

c dt

Чтобы уменьшить энергию инжекции, поле бегущей волны нужно направить противоположно ведущему полю. Тогда инжекция будет происходить в поле H«„ = В, и энергия инжекции будет порядка обычных энергий инжекции бетатронов.

Радиальную скорость v, определим из очевидного соотношения т т № 155891 где Ф = harp>csin Q/ — поток магнитного поля в сердечнике (Н, — амнлитудное значение индуцирующего магнитного поля в сердечнике;

Я вЂ” частота индуцирующего поля; r, — радиус сердечника).

Учитывая, что в рабочей зоне 5 (r r+ Лгфр) суммарное поле

О = О, получают следующее соотношение;

dН йНфр H

+ - — й—

dr dr r

При n=const уравнение представляет собой условие динамического подобия орбит электронов в бетатроне.

В случае практически наиболее удобного линейного фронта бегу н, щей волны = — Л Нф = const ведущее поле описывается выdr ражением

H(r) — r Ь Нфр (1 р Л Нфр Н )

Предмет изобретения

Применение радиальной бегущей волны магнитного поля для фокусировки электронного потока в бетатроне с постоянным во времени ведущим (управляющим) полем.

Риа1 № 155891

r, r

Фиг. 2 ь

Фиг. 3

Составитель Ю. И. Теснек

Редактор Л. В. Калашникова Техред А. А. Камышникояа Корректор Л. С. Гришаеиа

Поди. к печ. /1Х вЂ” 63 г. Формат бум. 70Х108 /,6 Объем 0,26 иад л

Зак. 2180/13 Тираж 1250 Цена 4 кон

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4.

Типография, пр. Сапунова, 2.