Устройство формирования магнитного поля

 

„1 8!8462

ОПИСАНИЕ

ЙЗОБРЕТЕЙ И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ье1ее Сееетскик

Ссцислистическик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид ву— (22) Заявлено 13.11.79 (21) 2839379/18-25 с пр(исобди НВнибм зая вии №вЂ” (23) Пр,ио р итет— (51) М, Кл.з

Н 05 Н 13/00

1осудерстесннмй ком ИтЕ1 ее денем изобретений и открытий (53) УДК 621.384,6 (088.8) Опубликовано 23.02.82. Бюллетень № 7

Дата опубликования описа: ня 23.02.82 (72) Авторы

:из о бретени я

A. H. Галаев, A. В. Степанов и 10. И. Стогов

I д с „,;,„, т Ф 1 Ему (71) "-a wтель (54) УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ

МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к ускорительной технике, а более конкретно — к устройствам формирования магнитного поля в центральной области циклотронов, использующих аксиальный ввод источника ионов в зону ускорения через отверстие в полюсе электромагнита, Известны устройства для формирования магнитного поля в центральной области циклотрона при аксиальном вводе источника ионов (И.

Известно также устройство формирования магнитного поля, в котором ионный источник введен аксиально через отверстие в полюсе электромагнита 12).

Указанное устройство пригодно только для циклотронов с относительно большим (более двух метров) диаметром полюса электромагнита. В небольших, так называемых, компактных циклотронах с диаметром полюсов до 1,0 — 1,2 м, оно приводит к недопустимому «провалу» магнитного поля в центре. «Провал» магнитного поля вызывает нарушение условий устойчивости движения частиц и изохронности ускорения в центральной области и, как следствие, уменьшение интенсивности. Это обстоятельство привело к тому, что все компактные пиклотроны «Циклотронной корпорации» (г. Беркли, США) снабжены конструктивно

2 более сложным и неудобным в работе источником с радиальным вводом, а компактные циклотроны шведской фирмы «Скандитроникс» — источником ионов, находящимся под большим постоянным потенциалом порядка 10 кВ/ч.

Целью изобретения является повышение интенсивности пучка путем улучшения условий формирования орбит в центральной

1о области.

Указанная цель достигается тем, что сквозное отверстие в каждом полюсе электромагнита смещено относительно его оси в направлении, параллельном кромке дуан15 та, и величины Д смещения по абсолютной величине меньше радиуса R этого отверстия, т. е.

0,5 (— (1,0

b, 20 Наличие отверстия, смещенного относительно центра полюса, приводит к появлению азимутальной неоднородности магнитного поля типа первой гармоники.

Расчеты и экспериментальная провер2б ка влияния первой гармоники магнитного поля на динамику пучка в центральной области показали, что если величина смещения отверстия меньше его радиуса, то пучок не испытывает необратимых нежелаЗ0 тельных последствий. Естественная локали818462

3 зация зоны влияния первой гармоники по радиусу и малое число оборотов пучка в этой зоне приводят к допустимому сдвигу центров орбит, которое может быль скомпенсировано либо расчетным смещением головки источника ионов, либо специальными гармоническими обмотками на последующей стадии ускорения. В связи с малым числом оборотов пучка и близостью частоты радиальных колебаний к единице не происходит трансформации когерентных радиальных колебаний в некогерентные, что ваези со|провождается ухудшением качества пучка.

На фиг. 1 и 2 изображено устройство.

Источник ионов 1 через отверстие в ферромагнитной заглушке 2 введен в рабочую зону. Ферромагнитная заглушка совместно с секторами 3, установочным диском 4 и полюсом 5 входят в магнитную структуру циклотрона. Ось отверстия в заглушке 2 смещена параллельно кромке дуанта 6 относительно оси полюса на величину Л, а радиус R отверстия выбран таким, чтобы разместить головку источника ионов и обеспечить ее юстировку вдоль дуанта.

Описанное устройство было предложено и реализовано в процессе формирования магнитного поля в центре компактного цикло прона М.ГЦ,и позвол ило разместить источник ионов с такими габаритами, которые обеспечили получение дуги с мощностью разряда более одного киловатта, при этом были сохранены условия изохронного уско4 рения. Большая мощность дуги источника ионов дала возможность получить интенсивный пучок альфа-частиц, по величине не уступающ ий и нтенаивности прото но в, в то время как на аналогичных зарубежных компактных циклотронах МС-20 (фирма «Скандитроникс») и АЕС, использующих аксиальный ввод источника ионов, существует разница в несколько раз.

Формула изо бретения

Устройство формирования магнитного поля, в котором ионный источник ввсден

15 аксиально через отверстие в полюсе элект ромагн ита, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью повышения интенсивности пучка путем улучшения условий формирования Орбит в центральной области, сквозное отверewe в каждом полюсе электромагнита смещено относителыно его оси в направлении, па>раллельногм кромке дуанга, и величина смещения по абсолютной величине меньше

25 радиуса R этого отверстия, т. е. 0,5< — (1,0.

Источники пнформации, прои пятые во вн имание при экспертизе вр 1. P. С. Watson, Nucl Jnstrum and Ме1п, 18, 19, 1962, р. 362 — 369.

2. Степанов А. В., Федоров А. С., Сб.

«Электрофизическая аппаратура», вып. 8, М., Атомиздат, 1969, с. 23 — 28 (прототип).

818462

/

/ >я2. 2

Составитель А. Камышникова

Техред E. Медведев

Редактор С. Титова

Корректор Л. Слепая

Заказ 946

Изд „ ф 1 10 Тираж 856

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д, 4!5

Подписное

Загорская типография Упрполнграфиздата Мособлисполкома