Способ генерации синхронного излучения и устройство для его осуществления

 

1 . Способ генерации синхротронного излучения, включающий ускоре1нГе электронов в слабофокусирующем синхротроне , удержание ускоренных электронов на энергии генерации путем формирования в магнитном поле синхротрона участка постоянного во времени ведущего магнитного поля, отличающийся тем, что, с целью уменьшения длительности импульсов синхротронного излучения, показатель спада ведущего магнитного поля на время удержания ускоренных электронов импульсно уменьшают, а на фронте импульса уменьшения-показателя спада в веду :; чО щем магнитном поле импульсно возбуждается вторая азимутальная гармони (Л ка, его квадратичной нелинейности.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН, Ä SUÄÄ 1048975

4(sl) Н 05 Н 13/04

ОЛИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3407855/18-21 (22) 19.03.82 (46) 23.10.85. Бюл. Ф 39 (71) Ордена Ленина физический институт им. П.Н. Лебедева (72) Е.М. Мороз и К.Н. Шорин (53) 621.384.6(088.8) (56) 1. "Труды третьего Всесоюзного совещания по ускорителям заряженных частиц". H., "Наука", 1973, том. 1, с. 39-42.

2. ".Труды третьего Всесоюзного совещания по ускорителям заряженных частиц". М., "Наука", 1973, том. 1, с. 34-38. (54) СПОСОБ ГЕНЕРАЦИИ СИНХРОТРОННОГО

ИЗЛУЧЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ генераций синхротронного Т излучения, включающий ускорение элекTDoHoB в слабофокусирующем синхротроне, удержание ускоренных электронов на энергии генерации путем формирования в магнитном поле синхротрона участка постоянного во времени ведущего магнитного поля, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения длительности импульсов синхротронного излучения, показатель спада ведущего магнитного поля на время удержания ускоренных электронов импульсно уменьшают, а на фронте импульса уменьшения показателя спада в веду. щем магнитном поле импульсно возбуждается вторая азимутальная гармони ка.его квадратичной нелинейности.

1048975

1О

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее слабофокусирующий синхротрон с секторным электромагнитом, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что в него введена группа дополнительных витков регулирования показателя спада магнитного поля и группа дополнительных витков возбуждения второй азимутальной гармоники квадратичной нелинейности магнитного поля, витки обеих групп подключены к импульсным источникам питания, при этом первая группа дополнительных витков расположена на центральном

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано для генерации пучков син/ хротронного излучения, предназначаемых для спектроскопии с временным разрешением.

Известен способ генерации синхротронного излучения 111, включающий ускорение электронов в синхротроне и воздействие на них возмущенным магнитным полем на локальном участке орбиты.

Согласно известному способу генерация синхронного излучения осуществляется преимущественно в зоне локального возмущения магнитного поля, что позволяет получить поток направленного излучения высокой интенсивности.

Недостатком известного способа является недостаточно малая длительность импульсов измерения, что ограничивает его использование для спектроскопии с временным назначением.

Наиболее близким к изобретению является способ генерации синхротронного излучения 2, включающий ускорение электронов в слабофокусирующем синхротроне, удержание ускоренных электронов на энергии генерации пу- 30 тем формирования в магнитном цикле синхротрона участка постоянного во времени ведущего магнитного поля.

Согласно известному способу, после завершения ускорения электронов в участке полюсов электромагнита син,Р хротрона и замыкается через компенсирующие витки, которые охватывают ярма электромагнита, а витки второй группы размещены на внутреннем и внешнем краях полюсов электромагнита симметрично относительно его медианной. плоскости и эти витки на противолежащих полюсах в каждом секторе электромагнита подключены к импульсным источникам питания согласно друг с другом, а в соседних сеКторах электромагнита содииаковых сторонот меди" анной плоскости- встречнодруг другу. течение периода нарастания во времени магнитного поля в синхротроне устанавливается постоянное во времени ведущее магнитное поле, и в течение этого времени осуществляется вывод синхротронного излучения. на облучаемые объекты.

Недостатком известного способа является недостаточно малая длительность импульсов излучения, что ограничивает воэможности исследований по спектроскопии с временным раз решением, так как удлиняются сроки выполне.ия работ, снижается точность проводимых измерений, ограничивается класс веществ, подлежащих исследованию.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка, т.е. уменьшение длительности импульсов синхротронного излучения.

Поставленная цель достигается тем, что по способу генерации синхротронного излучения, включающему ускорение электронов в:слабофокусирующем синхротроне, удержание ускоренных электронов на энергии генерации путем формирования в магнитном поле синхротрона участка постоянного во времени ведущего магнитного поля, показатель спада ведущего магнитного поля на время удержания ускоренных электронов импульсно уменьшают, а на фронте импульсного уменьшения показателя спада в ведущем магнитном поле имI

1048975

20 пульсно возбуждается вторая азимутальная гармоника его квадратичной нелинейности.

Известно устройство для генерации синхротронного излучения P1) содер- 5 жащее секторный слабофокусирующий синхротрон с оптическим каналом вывода излучения, направленным в зону локального возмущения магнитного поля.

Наиболее близким к изобретению является устройство для генерации син(хротронного излучения f2 3, содержащее слабофокусирующий синхротрон с секторным электромагнитом. В устройстве вывод синхротронного излучения на облучаемые объекты осуществляется после завершения процесса ускорения и установления постоянного во времени ведущего магнитного поля.

Недостатком известных устройств является недостаточно малая длительность импульсов синхротронного излучения.

Целью изобретения является уменьшение длительности импульсов синхротронного излучения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для генерации синхротронного излучения, содержащее слабо- 30 фокусирующий синхротрон с секторным электромагнитом, введена группа до.— полнительных витков регулирования показателя спада магнитного поля и группа дополнительных витков возбуждения второй азимутальной гармоники квадратичной нелинейности магнитного поля, витки обеих групп подключены к импульсным источникам питания. При этом первая группа дополнительных 40 витков расположена на центральном участке полюсов электромагнита синхротрона и замыкается через компенсирующие витки, которые охватывают ярма электромагнита, а витки второй 45 группы размещены на внутреннем и внешнем краях полюсов электромагнита симметрично относительно его медианной плоскости, и эти витки на противоположных полюсах в каждом 50 секторе электромагнита подключены к импульсным источникам питания согласно друг с другом, а в соседних секторах электромагнита с одинаковых сторон от медианной плоскости— 55 встречно друг с другом.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство в диаметральном сечении вертикальной плоскостью одного из круговых секторов синхротрона, на фиг. 2 — зависимость длительности 7 импульсов генерируемого электромагнитного излучения от показателя и спада магнитного поля для параметров синхротрона с энергией

0,6 ГэВ; на фиг. 3 — зависимость потерь hlинтенсивности сгустка,от величины тока в обмотке квадратичной нелинейности, полученная при испытании предлагаемого устройства.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения: Π— центр рабочей области синхротрона, полюса 1 электромагнита синхротрона, область 2 размещения обмотки квадратичной нелинейности, область 3 размещения рабочих витков обмотки регулирования показателя спада магнитного поля, вакуумная камера 4 синхротрона, медианная плоскость синхротрона изображена горизонтальной осевой линией 5.

Из графика t(n) на фиг. 2 следует, что уменьшение величины показателя поля обеспечивает получение импульсов излучения меньшей длительности, а из графика К (J) на фиг. 3 следует, что потери интенсивности электронного сгустка могут быть полностью устранены при определенной величине тока в обмотке квадратичной нелинейности.

Это достигается тем, что амплитуда и фаза второй азимутальной гармоники устанавливаются по эффекту устранения потерь интенсивности сгустка, возникающих при резонансе

ЗЦ=2, где Ц вЂ” частота радиальных бетатронных колебаний. Кроме того, уменьшение величины показателя h в процессе удержания электронов на рабочей энергии сопровождается увеличением времени жизни ускоренного сгустка, что в синхротронах с плоской вершиной магнитного цикла большой длительности позволит увеличить интенсивность пучков тормозного и синхротронного излучения, снизить мощность и упростить конструкцию ускоряющей высокочастотной системы, а также осла-. бить требования к стабильности ускоряющего напряжения.

1048975

065 иг..г

055

07 7Е, Составитель

Техред СЛигунова

Корректор Т. Колб

Редактор Л. Утехина

Заказ 7025/2

Тираж 793 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4