Ускорительная трубка

 

Использование: в ускорителях элементарных частиц. Сущность изобретения: для уменьшения количества столкновений ускоряемого пучка частиц с молекулами остаточного газа по всей длине корпуса ускорительной трубки соосно с зазором установлена трубка дрейфа, которая выполнена из материала с высокой теплопроводностью и имеет между ее внутренней и внешней поверхностями сквозные непрямолинейные каналы. На внутренней и внешней поверхности и поверхности каналов трубки дрейфа может быть нанесено покрытие с низкой сорбционной способностью. Трубка дрейфа выполняется из алюминия или меди. Держатели трубки дрейфа выполняются из материала с теплопроводностью, равной теплопроводности материала трубки дрейфа. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к ускорителям элементарных частиц.

Известна ускорительная трубка ускорителя элементарных частиц, в корпусе которой посредством держателей установлена соосно с зазором трубка дрейфа.

Общим недостатком известных ускорительных трубок, в том числе упомянутой, является то, что при создании в них высокого вакуума их стенки покрываются слоем полупостоянно адсорбированных газовых молекул. Для их удаления применяют прогрев стенок с одновременной откачкой. Для удержания или поворота пучка высокоэнергетических заряженных частиц используют электромагниты, в частности, сверхпроводящие. При этом в ускорительной трубке возникает излучение в виде высокоэнергетических фотонов Г(синхротронное излучение), которое вызывает десорбцию молекул газа, адсорбированных на стенках ускорительной трубки, повышение в ней давления и ослабление интенсивности пучка ускоряемых частиц за счет столкновения с десорбированными молекулами газа, что снижает эффективность ускорителя. Известный уровень техники не позволяет в настоящее время значительно уменьшить число десорбируемых синхротронным излучением молекул со стенок канала ускорителя и снизить вероятность рассеяния ускоряемых частиц.

Цель изобретения устарение отмеченного недостатка, т.е. снижение количества столкновений ручка частиц с десорбируемыми его синхротронным излучением молекулами газа.

Для этого в ускорительной трубке ускорителя элементарных частиц, в корпусе которой посредством держателей установлена соосно с зазором трубка дрейфа, согласно изобретению трубка дрейфа размещена по всей длине ускорительной трубки, выполнена из материала с высокой теплопроводностью, в частности, из алюминия или меди, и имеет между ее внутренней и внешней поверхностями сквозные непрямолинейные каналы, и держатели выполнены, в частности, из материала с теплопроводностью равной теплопроводности материала трубки дрейфа.

Внутренняя и внешняя поверхности и поверхность каналов трубки дрейфа могут иметь покрытие с низкой сорбционной способностью.

На чертеже представлена схема работы участка предлагаемой ускорительной трубки, осевой разрез.

В корпусе 1 по всей его длине посредством держателей в виде штырей 2 установлена соосно с зазором 3 трубка 4 дрейфа, имеющая между ее внутренней 5 и внешней 6 поверхностями сквозные непрямолинейные каналы 7. Трубка 4 и держатели 2 выполнены из материала с высокой теплопроводностью, например, алюминия, меди.

Количество каналов в трубке 4 должно быть по возможности, максимальным и ограничивается лишь механической прочностью самой трубки.

Ускорительная трубка работает следующим образом. В исходном положении ускоритель обесточен. Посредством насоса (не показано) создают в корпусе 1 высокий вакуум. Внутренняя поверхность 8 корпуса 1 и поверхности 5, 6 трубки 4 покрываются слоем 9 адсорбированных газовых молекул 10. Включают источник ускоряемых частиц и питание электромагнитов (не показано), фокусирующих пучок 11 этих частиц по оси трубки 4. При повороте пучка частиц под воздействием электромагнитов возникает излучение в виде высокоэнергетических фотонов 12, попадающее на внутреннюю поверхность 5 трубки 4. Происходит десорбция находящихся на ней молекул газа, которые постепенно мигрируют через каналы 7 в зазор 3 и адсорбируются на поверхностях 6 и 8. Энергия фотонов поглощается стенкой трубки 4, т.к. вследствие непрямолинейности каналов 8 фотоны претерпевают многочисленные столкновения с их стенками и поглощаются, т. е. они уже не могут вызвать десорбцию молекул газа в зоне зазора 3. В результате этого количество столкновений пучка частиц с молекулами газа и соответственно его ослабление значительно снижается.

В отличие от описанного первого во втором варианте использования предлагаемой ускорительной трубки стенку корпуса 1 охлаждают, в частности, до температуры жидкого гелия. При этом стенка корпуса 1 охлаждается быстрее, чем стенка корпуса 4, и основная часть молекул газа адсорбируется на поверхности 8 корпуса 1. Через некоторое время стенка трубки 4 также охлаждается до температуры жидкого гелия и адсорбирует большую часть оставшихся молекул газа, приводя к понижению общего давления в корпусе 1.

В отличие от первого в третьем варианте использования предлагаемой ускорительной трубки поверхности 5 и 6 и каналов 7 трубки 4 имеют покрытие с низкой сорбционно способностью, в частности покрытие по другой заявке РФ N 95107302 от 05.05.95 г. на изобретение "Способ нанесения металлического покрытия" автора предлагаемой заявки, в результате чего сцепление молекул газа с этими поверхностями будет слабее, чем с поверхностью 8 корпуса 1, что облегчит их миграцию от трубки 4 к корпусу 1.

Все три варианта могут быть реализованы как порознь, так и вместе в любом сочетании.

Таким образом, по сравнению с известной предлагаемая ускорительная трубка позволяет значительно уменьшить ослабление пучка элементарных частиц и тем самым повысить эффективность ускорителя.

Формула изобретения

1. Ускорительная трубка ускорителя элементарных частиц, в корпусе которой посредством держателей установлена соосно с зазором трубка дрейфа, отличающаяся тем, что труба дрейфа размещена по всей длине ускорительной трубки, выполнена из материала с высокой теплопроводностью и имеет между ее внутренней и внешней поверхностями сквозные непрямолинейные каналы.

2. Трубка по п.1, отличающаяся тем, что внутренняя и внешняя поверхности и поверхность каналов трубки дрейфа имеют покрытие с низкой сорбционной способностью.

3. Трубка по п.1, отличающаяся тем, что трубка дрейфа выполнена из алюминия или меди.

4. Трубка по п.1, отличающаяся тем, что держатели выполнены из материала с теплопроводностью, равной теплопроводности материала трубки дрейфа.

РИСУНКИ

Рисунок 1