Способ измерения частоты продольных некогерентных колебаний сгустка заряженных частиц

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ i ii 890958

Союз Советских

Социалистических

Республик (01) Дополпительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.07.80 (21) 2958795/18-21 (51)М К з

Н 05Н 13/00 с присоединением заявки № (53) УДК 621.384.6 (088.8) (43) Опубликовано 15.07.82. Бюллетень № 26 (45) Дата опубликования описания 15.07.82 по делам изобретений и открытий т

Е. В. Буляк, С. В. Ефимов и В. В. Марков j,,"""".. т -:. с

t ! (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ ПРОДОЛЬНЫХ

НЕКОГEPEHTHЫХ КОЛЕБАНИЙ СГУСТКА ЗАРЯ)КЕННЫХ

ЧАСТИЦ

ГосУдарствеииый комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при наладке циклических ускорителей и накопителей.

Известен способ измерения частот некогерентных колебаний сгустка заряженных частиц, циркулирующих в ускорителе или накопителе, основанный на возбуждении с помощью высокочастотного поля резонансного возрастания амплитуды колебаний не- 10 которой части частиц пучка (11.

Согласно известному способу при увеличении амплитуды колебаний частицы попадают на стенки вакуумной камеры или другие элементы, ограничивающие апертуру, и 15 гибнут, что приводит к уменьшению тока пучка. В резонанс должна попадать малая часть частиц, следовательно, ширина спектра высокочастотного поля должна быть много меньше ширины спектра собственных 20 частот пекогерентных колебаний. В этом случае с достаточной степенью надежности можно определить среднюю частоту некогерентных колебаний по максимальной потере тока и даже оценить ширину спектра. >5

Однако известный способ позволяет получить достоверные результаты только в случае, если частота измеряемых колебаний не зависит от амплитуды; точность способа невелика, определяется стабильностью зо измеряемой величины во времени и точностью измерения тока пучка; способ очень трудоемок, процедура измерения занимает много времени; способ измерения не пригоден для измерения частот продольных колебаний.

Наиболее близким к данному изобретению техническим решением является способ измерения частоты продольных некогерентных колебаний сгустка заряженных частиц, циркулирующих в циклическом ускорителе пли накопителе в виде пучка, включающий возбуждение когерентных колебаний частиц пучка (2).

Согласно известному способу для определения частоты некогерентных колебаний при заданном токе пучка измеряют частоту колебаний при малом токе и частоту квадрупольных когерентных колебаний прп заданном токе, а затем расчетным путем по полученным измерениям определяют искомую частоту пекогерентцых колебаний.

Однако для известного способа характерны недостаточная точность измерений н сложность проведения всего измерительного цикла.

Целью изобретения является повышение точности и упрощение процесса измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения частоты продольных

890958 пскогсрсптпых колебаний сгустка заряженных частиц, циркулирующих в циклическом ускорителе или накопителе в виде пучка, включающем возбуждение когерентных колебаний частиц пучка, в пучке возбуждают поперечные дипольные колебания, определяют зависимость амплитуды поперечных дипольных колебаний от частоты возбуждающего поля, а частоту продольных некогерентных колебаний находят по формуле к — 6

К вЂ” Л где fs — частота продольных некогерентных колебаний; ;, fr. — частоты, соответствующие максимальным значениям амплитуд;, К L — порядковые номера этих частот.

На чертеже приведена экспериментально снятая зависимость частоты продольных некогерентных колебаний fq от тока пучка I.

При измерениях по данному способу резонансные увеличения амплитуд поперечных дипольных колебаний будут наблюдаться на частотах

Л,,=У.+(К ) У, где 10 — частота бетатронных колебаний равновесной частицы;

К, L О, +-1, +2...— целые числа, После определения резонансных частот при двух любых различных значениях К, L, рассчитанным согласно формуле

Ух — fi — К ° частота f> не должна зависеть от выбранных номеров К и L. Это подтверждается экспериментальной зависимостью, приведенной на чертеже, где кружками обозначены результаты измерений и расчеты при

К=1, L=O, а крестиками при К=О, L= — 1.

По сравнению с прототипом упрощение процедуры измерений обусловлено тем, что вместо измерения частоты продольных квадрупольпых колебаний при задашюм и малом токах достаточно измерить частоту поперечных дипольных колебаний при заданном токе.

Повышение точности измерений по срав5 нению с прототипом обусловлено тем, что при заданной точности разрешения аппаратуры по частотам f< и fL, абсолютная погрешность определения f> уменьшается с ростом разности К вЂ” L.

io Повышение точности измерений также обусловлено тем, что при измерении продольных частот продольное движение частиц не возмущается, способ малочувствителен к положению равновесной орбиты.

Формула изобретения

Способ измерения частоты продольных некогерентных колебаний сгустка заряжен2о ных частиц, циркулирующих в циклическом ускорителе или накопителе в виде пучка, включающий возбуждение когерентных колебаний частиц пучка, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точ25 ности и упрощения процесса измерения, в пучке возбуждают поперечные ди пол ьные колебания, определяют зависимость амплитуды поперечных дипольных колебаний от частоты возбуждающего поля, а частоту

50 продольных некогерентных колебаний находят по формуле к — 4

f к — л

35 где fs — частота продольных некогерентных колебаний;

Ь, /ь — частоты, соответствующие максимальным значениям амплитуд;

К, L — порядковые номера этих частот.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

15 ЛЪ 422129, кл. H 05Н 13/00, 13.03.1972.

2. Iansen I. Effect of Space Charge and

Reactive Wall Impedance on Buched Beams (Н .Е Transactions M S — 22, Ко 3, 1975, р. 1381.

890958

r0

Составитель В. Краснопольский

Редактор М. Кузнецова Техред А. Камышникова

Корректор P. Беркович

Заказ 1019/6 Изд. № 182 Тираж 856 Подписное

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

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Хр ниц

Г,0 .7,0 Ч0 50 70 10 D .г0 40 50 10 г д