Способ изменения спектральноц плотности синхротронного излучения заряженных частиц

 

ОПИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕНИ Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских () 80593I

Социалистических

Республик (61) Дополнительное .к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.07.79 (21) 2793437/18-25 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 23.01.82. Бюллетень № 3 (45) Дата опубликования описания 23.01.82 (51) М.Кл з Н 05 Н 13/00

Государственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.384.6 (088.8). (54) СПОСОБ ИЗМЕНЕНИЯ

СПЕКТРАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ

СИ НХРОТРОН НОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

ЗАРЯЖЕН Н Ъ|Х ЧАСТИ Ц (z — 1)-

Изобретение относится к физике высоких энергий и может быть использовано в ускорительной технике и радиационной физике.

Известно, что движение заряженных частиц в циклических ускорителях и накопителях сопровождается синхротроннь1м излучением (СИ) . СИ ускоренных электронных сгустков находит свое применение в широком классе задач, требующих использования потоков фотонов. Для ряда задач необходимо в ходе проведения работ изменять спектральный состав используемого потока фотонов, т. е. изменять относительное содержание излучаемой мощности, приходящейся на различные спектральные интервалы 11).

Известен способ изменения спектральной плотности мощности СИ, основанный на изменении энергии излучающих заряженных частиц в циклическом ускорителе или накопителе (2). В этом способе изменение энергии онтосительно,и сходной на выбранную опреденную величину сопровождается соответствующим изменением спектра мощности СИ для всех частот излучения.

Изменение относительного содержания излучаемой мощности в спектре СИ однозначно связано с величиной вариации энергии заряженных частиц в то время, когда могут потребоваться потоки СИ с другим их относительным содержанием, Кроме того, энергия заряженных частиц в циклических ускорителях и накопительных кольцах может быть изменена лишь в некотором ограниченном интервале.

Цель(о изобретения является обеспечение плавной регулировки спектральной плотности мощности синхротронного излу10 чения частиц без изменения их равновесной энергии.

Это достигается тем, что в известном способе изменения спектральной плотности синхротронного излучения заряженных часЫ, тиц, основанном на изменении энергии излучающих заряженнь.х частиц, на заряженные частицы воздействуют высокочастотным электромагнитным полем, амплитуду кото рото изменяют случайным образом с гауооавым законом плотности ее рас(пределения, причем связь между:результи рующим спектром излучаемой мощности синхротронного;излучения (р(в)) и дисперсией о распределения амплитуд высокочастотного поля имеет вид

1 /ъ (p(«>) > = . (аго«,(z,«) åõ ð

)/ / «Л

30 о

805931 где а = Clii / RWeiQ)p„» (а) — опекпральная плотность мащности синхротронного излучения в случае отсутствия высокочастотного возмущения, в — частота излучения, С вЂ” скорость света в вакууме, R, W u со1 — равновесный радиус, равновесна я энергия и частота обращения заряженных частиц, l — заряд частиц, Q — частота вынужденных колебаний заряженных частиц.

На чертеже изображено устройство для реализации предлагаемого способа.

Устройство состоит из генератора 1 сверхвысокочастотных (СВЧ) колебаний„ модулятора 2 этих колебаний, связанного с генератором 3 шум,а, СВЧ-устройства 4 с продольным электрическим полем, установленного в месте, где касательная 5 к равновесной траектории заряженных частиц направлена на приемник СИ 6. В качестве СВЧ-устройства с продольным электрическим полем используется отрезок круглого волновода с типом колебаний Е,„ либо замедляющей системы (диафрагиированный волновод, спираль) . Модулятором

СВЧ колебаний может служить модулятор на р — i n диодах. В связи с тем, что в качестве модулирующего сигнала используется шумовое напряжение с гауссовым распределением, в устройство 4 подаются

СВЧ-колебания с амплитудой, изменяющейся случайным образом. При линейном рсжиме работы модулятора 2 характер изменения амплитуды также будет гауссовым.

Заряженные частицы, например электроны, пролетая вдоль оси устройства 4, взаимодействуют с СВЧ электрическим полем, в результате чего они совершают продольные колебания с частотой Q, где f — частота колебаний от генератора1,Гц;

V, — скорость электронов, м/с;

V — фазовая скорость структуры СВЧ устройства 4, м/с.

Величина размаха осцилляций электронов связана с амплитудой СВЧ поля линейной зависимостью и поэтому является случайной величиной с гауссовым распределен,ием, Использование этого способа изменения спектральной плотности .мощноспи си нхротронного излучения наиболее эффективно в случаях, когда в циклическом ускорителе электроны имеют максимально возможную энергию. Применение этого способа позволяет расширить спектр излучения в сторону более высоких частот излучения..

Изобретение наиболее эффективно при эталонировании и проведении работ, в ходе выполнения которых необходимо изменять спектральный состав излучаемого потока фотонов. !

О Формула изобретения

Способ изменения спектральной плотности синхротронного излучения заряженных частиц, основанный на изменении энер15 гии излучающих заряженных частиц в циклических ускорителях или накопителях, отл и ча ющи йс я тем, что, с целью обеспечения плавной регулировки апектральной плопноспи мощности сннхрю20 тронного излучения частиц без изменения их равновесной энергии, на заряженные частицы воздействуют высокочастотным электромагнитным полем, амплитуду которого изменяют случайны м образом с гауссо25 вым законом плотности ее распределения, причем связь между результирующим опектром;излучаемой мошности синхротронного .излучения (р(ю) )и дисперсией и распределения амплитуды высокочастотЗо ного поля .и,меет вид где а = Cl„ - (R W iO) р„, (co) — спектральная плотность мощности синхронного излучения в случае отсутствия высокоча40 стотного возмущения, ю — частота излучения, С вЂ” скорость света в вакууме R, W и в, — равновесный радиус, равновесная энергия и частота обращения заряженных частиц, lii — заряд частиц, Q—

45 частота вынужденных колебаний заряженных частиц.

Источники информация, принятые во внимание при экспертизе:

1. Соколов А. А., Тернев И. М. Релятивистский электрон. «Наука», М., 1974.

2. Кулипанов Г. Н., Скринский А. Н, Использование синхротронного излучения: состояние и перспективы. «Релятивистский электрон, «УФН>,,122,3, 369, 1977.

805931

Редактор И. Марголис

Техред А. Камышникова Корректор С. Файн

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 24/39 Изд. ¹ 102 Тираж 855 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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