Способ вывода электронно-ионных колец из адгезатора коллективного ускорителя и устройство для его осуществления

 

1, Способ вьшода электронно-ионных колец из адгезатора коллективног6 ускорителя, включающий сметцение вдоль оси ускорения магнитной потенциальной я.мы, удерживающей электронноионное кольцо, с одновременным уменьйением до нуля потенциального барьера основного ведущего магнитного поля в направлении ускорения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь ускоряемых ионов путем уменьшения радиаль.ного дрейфа . кольца при вьшоде, одновременно с началом смещения магнитной потенциальной ямы возбуждают дополнительное магнитное поле с отличной от нуля первой азимутальной гармоникой, амплитуда которой равна, а знак противоположен амплитуде и знаку первой гармоники азимутальной неоднородности основного ведущего магнитного поля. V 2. Устройстводля вывода электронноионных колец из адгезатора коллективного ускорителя, содержащее камеру ускорителя, пару токовых катушек для создания магнитной потенциальной ямы и ускоряющий соленоид, отличающееся тем, что, с целью уменьшения потерь ускоряемых ионов путем уменьшения ради ьного дрейфа кольца при вьшоде, в области вывода кольца ускоряющим соленоидом установлены пары токовых витков одинакового радиуса, эксцентрично расположенные относительно оси устройства, имеющие равные «значения и взаимно противоположные направления эксцентриситетов центров относительно оси ускорителя, снабженные средствами для изменения их положения. . . . SS (Л с |« 1 СчЭ SD О ф

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (le (И) (51) 4 Н 05 Н 7/00 ъГг-„:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ е (1 т.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3907085/25-21 (22) 07.06.85 (46) 07.09.88. Бкл. У 33 (71) Объединенный институт ядерных исследований (72) В.С. Александров, Г..В. Долбилов и А.П. Сумбаев (53) 621.384.6(088.8): (56) Саранцев В.П. и др. Препринт ОИЯИ

Р9-109 17. — Дубна, 1977е

Долбилов Г.В. и др. Препринт ОИЯИ

Р9-12414, — Дубна, 1979. (54) СПОСОБ ВЫВОДА ЭЛЕКТРОННО-ИОННЫХ

КОЛЕЦ ИЗ АДГЕЗАТОРА КОЛЛЕКТИВНОГО УСКОРИТЕЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) 1. .Способ вывода электронно-ионных колец из адгезатора коллективноr6 ускорителя, включающий смещение вдоль оси ускорения магнитной потенциальной ямы, удерживающей электронноионное кольцо, с одновременным уменьшением до нуля потенциального барьера основного ведущего магнитного по- . ля в направлении ускорения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения потерь ускоряемых ионов путем уменьшения радиального дрейфа, кольца при выводе, одновременно с началом смещения магнитной потенциальной ямы возбуждают дополнительное магнитное поле с отличной от нуля первой азимутальной гармоникой, амплитуда которой равна, а знак противоположен амплитуде и знаку первой гармоники азимутальной неоднородности

1 основного ведущего магнитного поля.

2. Устройство для вывода электронно- ионных колец из адгезатора коллективного ускорителя, содержащее камеру ускорителя, пару токовых катушек для создания магнитной потенциальной ямы и ускоряющий соленоид, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью умень- а шения потерь ускоряемых ионов путем уменьшения радиаиьного дрейфа кояьца (/) при выводе, в области вывода кольца перед ускоряющим соленоидом установ- С лены пары токовых витков одинакового радиуса, эксцентрично расположенные . 2 относительно оси устройства, имеющие равные <значения и взаимно противоположные направления эксцентриситетов центров относительно оси ускорителя, снабженные средствами для изменения их положения

1422409

Изобретение относится к ускорительной технике, а именно к коллективному методу ускорения ионов электронными кольцами, и может быть использовано для широкого диапазона режимов вывода электронно-ионных колец с компенсацией радиального дрейфа кольца.

Целью изобретения является уменьшение потерь ускоряемых ионов путем 10 уменьшения радиального дрейфа кольца при выводе.

При выводе кольца осуществляют смещение вдоль оси ускорителя магнитной потенциальной ямы, удерживающей 15 электронйое кольцо, с одновременным уменьшением до нуля потенциального барьера основного ведущего магнитного поля одновременно с началом смещения кольца возбуждают дополнительное 20 поле с существенно отличной от нуля первой азимутальной гармоникой.

В устройстве для осуществления способа цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем 25 камеру ускорителя, создающие магнитную потенциальную яму пары токовых катушек и ускоряющий соленоид, в об-, ласти вывода кольца перед ускоряющим соленоидом установлены пары токовых витков одинакового радиуса, эксцентрично расположенных относительно оси системы, имеющих равные значения и взаимно противоположные направления эксцентриситетов центров относительно оси ускорителя.

Величину и азимутальную ориентацию первой азимутальной гармоники поля дополнительных витков (дополнитель" ного поля) выбирают таким образом, что компенсируют первую гармонику азимутальной неоднородности основного ведущего магнитного поля в окрестности точки вывода и тем самым устраняют причину возникновения радиального дрейфа. При отсутствии значительной величины нулевой гармоники дсцчолнительного поля на радиусе кольца не происходит изменений в аксиальном распределении основного ведущего магнитного поля, следова- 50 тельно, не изменяется режим вывода кольца, т.е. не изменяется положение точки и момент снятия потенциальной ямы.

Способ заключается в следующем.

Формирование электронно-ионных колец в адгезаторе коллективного ускорителя завершается сжатием в нарастающем магнитном поле пары катушек, согласно и последовательно подсоединенных к генератору. Для вывода кольца шунтируют одну из катушек сжатия, где ток начинает падать, в то время как ток в незашунтированной катуппсе нарастает. При этом потенциальная яма, увлекая кольцо, смещается в направлении шунтируемой катушки. Потенциальный барьер со стороны шунтируемой катушки уменьшается, обращаясь в нуль в точке вывода..Одновременно с моментом шунтирования включается- нарастающее во времени ускоряющее градиентное магнитное поле, достигающее максимального значения одновременно с обращением в нуль потенциального барьера магнитной ямы. Одновременно с.началом смещения электронно-ионного кольца в дополнительных витках включают нарастающий ток. Закон изменения тока и момент его включения выбирают так, что ток в витках достигает максиМального значения в момент обращения в нуль потенциального барьера. !

Направление тока в витках и геометрию витков выбирают так, что поле этого тока на радиусе кольца имеет отличной от нуля только первую азимутальную гармонику. Изменяя значение и азимутальную ориентацию первой азимутальной гармоники дополнительного магнитного поля, компенсируют первую гармонику азимутальной неоднородности основного ведущего магнитного поля на радиусе кольца в точке вывода.

В процессе вывода могут происходйть отклонения центра кольца от оси ускорителя из-за различного.характера зависимостей первых гармоник основного и дополнительного полей. Однако соответствующим выбором амплитуды тока в витках величина результирующего. дрейфа кольца уменьшается до незначительной. Радиальный дрейф, возникающий при изменении режима вывода (например, в случае необходимости получения колец меньшего радиуса увеличивают величину поля в катушках сжатия и градиентное поле, что приводит к нарушению компенсации первой гармоники основного поля первой гармоникой дополнительного поля), компенсируют также изменением амплитуды тока в дополнительных витках.

1422409

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 и 3 — два варианта конструкции- дополнительных витков, создающих дополнительное поле по предлагаемому способу (средства для изменения положения витков и их источники питания не показаны).

Устройство содержит вакуумную камеру 1, токовые катушки 2 и 3, электронно-ионное кольцо 4, соленоид 5 и дополнительные витки 6.

Для возбуждения дополнительного поля в пространстве между выводным патрубком вакуумной камеры 1 и катушкой 3 располагают дополнительные витки 6, подсоединяемые к отдельному генератору (не показан).

Дополнительные витки в зависимости от конкретных особенностей известного устройства могут быть выполнены в, одном из двух вариантов: с равной нулю нулевой гармоникой поля (фиг.2) и с отличной от нуля, но незначительной по сравнению с ведущим магнитным полем, нулевой гармоникой (фиг ° 3).

Радиус витков выбирается из условия

R витка + R патр В сс и ol раничен внутренним радиусом катушки 3.

Пары витков выполняют одинаковой конфигурации и располагают эксцентрично относительно магнитной оси системы с равными и симметрично противоположно направленными эксцентриситетами.

Устройство работает следукщим образом.

Для осуществления вывода электронно-ионного кольца 4 из камеры 1 в

10 конце цикла сжатия шунтируют катушку

3, где ток начинает падать, в то время как ток в катушке 2.нарастает.

Приблизительно одновременно с моментом шунтирования включают нарастающее во времени ускоряющее градиентное магнитное поле. Одновременно с началом смещения электронно-ионного кольца в дополнительных витках включают нарастающий во времени ток. Компенсация первой азимутальной гармоники основного поля достигается выбором величины тока в витках и азимутальной ориентации эксцентриситета пары витков. Величина тока в витках изменяет25 ся при изменении напряжения на питающем. генераторе. Изменение азимутальной ориентации эксцентриситета допол нительных витков производится враще- о, нием пары витков, намотанных на общем каркасе, вокруг продольной оси магнитной системы.

1422409

Составитель Е. Громов

Техред М.Ходанич Корректор Л. Патай

Редактор 0 ° Головач

Заказ 4441/57

Тираж 832

Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4