Сверхпроводящий электромагнит циклического ускорителя
ОПИСАН И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
<и, 448836
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 07.02.72 (21) 1746086/26-25 с присоединением заявки № (32) Приоритет
Опубликовано 15.01.75. Бюллетень № 2
Дата опубликования описания 07.03.75 (51) М. Кл. Н 05h 7/04
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретении и открытий (53) УДК 621 384 6 (088.8) (72) Автор изобретения
Л. А. Саркисян (71) Заявитель (54) СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ ЭЛЕКТРОМАГКИТ ЦИКЛИЧЕСКОГО
УСКОРИТЕЛЯ
Изобретение относится к области электрофизической аппаратуры и может использоваться в сверхпроводящих электромагнитах циклических ускорителей с пространственной вариацией магнитного поля (кольцевой циклотрон, кольцевой фазотрон).
В кольцевом циклотроне со сверхпроводящим электромагнитом на энергию протонов до 1 Гэв и средний ток 100 мка («пионная фабрика») формирование требуемого магнитного поля, обеспечивающего устойчивость движения заряженных частиц в средней геометрической плоскости зазора электромагнита в рабочем интервале радиусов, осуществляется с помощью двух систем катушек, которые формируют среднее магнитное поле и амплитуду основной N-й гармоники магнитного поля. Катушки, формирующие среднее магнитное поле, выполнены в виде концентрических, в которых проводники уложены по окружности.
Катушки, формирующие основную N-ю гармонику магнитного поля, известные под названием гармонических, выполнены из проводников, которые уложены по дугам окружностей и линиям спирали Архимеда с угловой протя7С женностью между ними, равной — . РасполоЖ жение сверхпроводящих катушек в циклотроне следующее. В вакуумный и азотный экраны помещены 2 (М+1) гелиевых криостата с катушками. Гармонические катушки, помещенные в 2N криостата секторной формы, располагаются равномерно по азимуту через угол
2к
5 N — и симметрично относительно средней геометрической плоскости зазора электромагнита вне ее. Концентрические катушки, помещенные в два криостата в виде цилиндрического кольца, располагаются симметрично от10 носительно средней геометрической плоскости зазора электромагнита над криостатами с гармоническими катушками. Ускорение протонов в кольцевом циклотроне осуществляется в вакуумной камере с помощью трубок дрейфа, 15 установленных между криостатами с гармоническими катушками.
Однако при ускорении протонов до энергии
5 Гэв («каонная фабрика») средний радиус концентрических катушек равен примерно
20 15 — 20 м вместо 4,5 м (при энергии до
1 Гэв), что указывает на технологичность изготовления катушек и криостатов цилиндрической формы.
Цель изобретения — упрощение конструк25 ции криостатов и катушек, формирующих среднее магнитное поле, в сверхпроводящем циклическом ускорителе с пространственной вариацией магнитного поля.
Это достигается тем, что в предлагаемом
30 электромагните циклического ускорителя
448836
3 сверхпроводящие катушки, формирующие среднее магнитное поле, выполнены в виде прямоугольных рамок, расположенных в тех же криостатах, что и гармонические катушки.
На фиг. 1 дана принципиальная схема расположения сверхпроводящего электромагнита циклического ускорителя с пространственной вариацией магнитного поля; на фиг. 2 — схема расположения катушек в гелиевом криостате секторной формы.
Сверхпроводящии электромагнит циклического ускорителя с пространственной вариацией магнитного поля состоит из гармонических катушек 1, формирующих амплитуду основной гармоники магнитного поля, и катушек
2 в виде прямоугольных рамок, создающих среднее магнитное поле, помещенных в гелиевые криостаты 8 секторой формы. Криостаты окружены азотными 4 и вакуумными б экранами. Ускорение частиц в вакуумной камере б осуществляется с помощью резонаторов /.
Рабочие участки прямоугольных рамок параллельны средней геометрическои плоскости зазора электромагнита и уложены по ду. гам окружностей, а нерабочие участки перпендикулярны к этой плоскости. Рабочие участи прямоугольной рамки состоят из двух участков с противоположным направлением тока, расположенных на разных расстояниях от средней геометрическои плоскости зазора электромагнита. Чтобы результатирующее магнитное поле было максимальным, необходимо ближнии рабочий участок приблизить насколько возможно к средней геометрическои плоскости зазора электромагнита, а дальнии рабочий участок удалить от нее на расстояние, которое определяется технологичностью изготовления криостата.
Формирование требуемого магнитного поля циклического ускорителя с пространственной вариацией магнитного поля с помощью сверхпроводящего электромагнита осуществляется следующим образом.
С помощью гармонических катушек формируют амплитуду основной гармоники магнитного поля в заданных допусках в средней геометрической плоскости зазора электромагнита в рабочем диапазоне радиусов ускорителя.
Наряду с основной гармоникой магнитного поля гармонические катушки создают также среднее магнитное поле. Разность между требуемым законом средним магнитным полем и средним магнитным полем, созданным гармоническими катушками, формируется в заданных допусках с помощью катушек 2 в виде прямоугольных рамок. Наряду со средним магнитным полем прямоугольные рамки создают также дополнительную амплитуду основной гармоники магнитного поля, которая может превысить допуск на различных радиусах ускорителя. С целью компенсации этих отклонений амплитуды основной гармоники-магнитного поля вводят изменение на соответствующих радиусах вертикального зазора между изменяющимися по закону спирали Архимеда проводниками гармонических катушек, Созданное в заданных допусках таким путем магнитное поле обеспечивает устойчивость движения частиц в циклическом ускорителе.
Предмет изобретения
Сверхпроводящий электромагнит циклического ускорителя с пространственной вариацией магнитного поля, содержащий катушки для формирования среднего магнитного поля и гармонические катушки для формирования амплитуды основной гармоники магнитного поля, заключенные в криостат, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения конструкции криостатов и катушек, формирующих среднее магнитное поле, эти катушки выполнены в виде прямоугольных рамок, расположенных в тех же криостатах, что и гармонические катушки так, что рабочие участки рамок параллельны средней геометрической плоскости зазора электромагнита и уложены по дугам окружностей, а нерабочие участки перпендикулярны к этой плоскости.
448836
Фиг р
Составитель E. Абрамян
Редактор Е. Караулова Техред T. Миронова Корректор Л. Орлова
Заказ 512!2 Изд. М 1037 Тираж 869 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
