Способ определения поперечныхразмеров циркулирующего пучказаряженных частиц"

 

вйтйитно-тех инчес чйя

Ф ввлвотека МьА

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<н608422 ф

К АВТОРСК )МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлеко 09-11 ° 76 т2!) 2419871/18-25

1 (51)М. Кл.

H 05 H 7/00 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 3007.81. Бюллетень Мо 28 (5З) У4К 621. 384. 6 (088.8) Дата опубликования описания 300781 (72) Авторы изобретения

A.P.ÒóìàHÿH, Х.A.Ñèìoíÿí, В.Ц.Никогосян и В.Т.Наринян (71} Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОПЕРЕЧНЫХ

РАЗМЕРОВ ЦИРКУЛИРУЮЩЕГО ПУЧКА

ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

Изобретение относится к области ускорительной техники, в частности к способам определения поперечных размеров циркулирующего пучка заряженных частиц синхротрона в любой момент цикла ускорения.

Известен способ определения поперечного размера пучка заряженных частиц в синхротронах, основанный на измерении продуктов ионизации остаточного газа исследуемым пучком (1).

Недостатком этого способа является низкая точность при исследовании электронных пучков.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ, основанный на измерении изменения интенсивности пучка в процессе его принудительного разрушения (2) и 20 координат перемещения мишени с использованием системы для локального смещения центра тяжести пучка в точ ке расположения мишени и в любой момент ускорения, позволяющий определять поперечные размеры пучка, усредненные за много циклов ускорения с погрешностями измерения координат мишени и величин изменения интенсивности циркулирующего пучка.

Однако такой способ сложен, так как для измерения необходимо иметь дистанционно перемещаемые с фиксацией координат мишени в вертикальной и горизонтальной плоскостях и системы для локального смещения центров тяжести пучка в обеих плоскостях в местах установки мишеней.

Целью изобретения является упрощение процесса измерения.

Это достигается тем, что в локальной точке на орбите пучка возбуждают электромагнитное поле, обеспечивающее резонансное увеличение амплитуд бетатронных колебаний частиц, при этом измеряют интервал времени с момента начала резонансной раскачки пучка до начала его разрушения и интервал времени с момента начала разрушения пучка до момента его полного . разрушения, а по соотношению величин этих интервалов определяют поперечные размеры пучка.

Способ позволяет использовать имеющиеся на синхротронах различные устройства резонансного разрушения пучка путем создания высокочастотного электромагнитного поля на орбите для определения частот бетатронных колебаний и тем самым упрощает как

608422 процесс измерения, так и создание оборудования, необходимого специально для определения поперечных размеров циркулирующего пучка. Преимуществом способа является также увеличение точности измерений вследствие отсутствия усреднения результатов по многим циклам ускорения, так как способ позволяет производить измерения в каждом отдельном цикле ускорения. Кроме того, отсутствует ограничение на размер пучка, что приводит к увеличению диапазона измерений, это существенно при измерениях на уровне энергий инжекции, когда размеры пучка максимальны.

На фиг.1 показаны схематически 15 продольный разрез циркулирующего пучка с вакуумной камерой, графики используемых сигналов и приняты следующие обозначения: 1 — стенки вакуумной камеры или ближайшего к пучку препят- 2О ствия; 2 — центр тяжести пучка, 3 граничная линия поперечных размеров пучка, 4 — сигнал интенсивности резонансно разрушаемого пучка; 5 — сигнал интенсивности в случае отсутствия разрушения пучка (сигнал интенсивности показан только для одного цикла ускорения), 6 — высокочастотный сигнал возмущающЕго электромаГнитного поля, обеспечивающего резонансное разрушение пучкà,Z — расстояние от частиц с максимальными амплитудами бетатронных колебаний до ближайшего препятствия в вакуумной камере; Z<— полуразмер пучка (полувысота или полуширина);Б — заранее известное расстояние от центра тяжести пучка до ближайшего препятствия; C — интервал времени начальной резонансной раскачки пучка, - интервал времени полного разрушения пучка. 40

При резонансном увеличении амплитуд бетатронных колебаний частиц в синхротроне возникает равномерное поперечное движение пучка к ближайшему препятствию в вакуумной камере. 4

В этом случае имеет место следующие пропорциональности:

2„+22 : + 2

Из .этих пропорциональностей нетрудно определить поперечный полуразмер пучка, который равен

Тя

2 „+, Таким образом, определение поперечных размеров циркулирующего пучка синхротрона предлагаемым способом сводится к измерению двух интервалов времени в сигнале интенсивности резонансно разрушаемого пучка. Так как измерение интервалов времени с высокой точностью не представляет трудности, то способ может обеспечить определение размеров с минимальными погрешностями.

Предлагаемый способ опробирован на электронном синхротроне на энергию 6 ГэВ. Результаты определения ширины пучка по всему циклу ускорения приведены на фиг.2 (кривая а изменение ширины пучка, определенное предлагаемым способом, кривая б то же, определенное известным способом). Полученные результаты определения ширины пучка обоими способами совпадают в пределах погрешности измерения размеров известным способом. При этом предлагаемым способом определена ширина пучка при энергиях инжекции, что не может быть измерено ни одним из известных способов.

Использование предлагаемого в особа позволит упростить процесс и увеличить диапазон и точность определения поперечных размеров циркулирующего пучка синхротрона в каждом цикле ускорения и тем самым увеличить эффективность оптимальной настройки ускорителя.

Формула изобретения

Способ определения поперечных размеров циркулирующего пучка заряженных частиц, основанный на измерении изменения интенсивности пучка в процессе его принудительного разрушения, отличающийся тем, что с целью упрощения процесса измерений, на орбите пучка возбуждают электромагнитное поле, обеспечивающее резонансное увеличение амплитуды бетатронных колебаний частиц, при этом измеряют интервал времени с момента начала резонансной раскачки пучка до начала его разрушения и интервал времени с момента начала разрушения пучка до момента его полного разрушения, а по соотношению величин этих интервалов определяют поперечные размеры пучка.

ИстоЧники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Агорицас В. и др. Иетоды измерений параметров пучка. Труды Всесоюзного совещания по ускорителям заряженных частиц. М., "Наука", 1972, т.2, с.$2.

2 . 0aresbury Nuciear Physics

Laboratory anua) Report England, 1970, с.69.