Способ измерения равновесной фазы в фазотроне в момент захвата частиц в ускорение

 

Изобретение относится к1 ускорительной технике и может быть использовано при исследовании режимов работы и наладке циклических ускорителей резонансного типа. Целью изобретения является попмгаение точности изменений путем определения равновесной ф.гзь1 через параметры, измеряемые с вы-- сокой степенью точности. Для зтого от цикла к циклу ускорения последовательно сдвигают момент поджига разряда в ионном источнике относительно частотной программы фазотрона, в соответствии с которой частота ускоряющего поля монотонно убывает РО времени п каждом i: т циклов. При изменении сдвиги момента поджига ток ускоренного пучка нарастает, выходит на плато и затем убывлг т„ Но длительности фронта нарастсшпп или спада тока, :, также по разности чагтог ускоряют -- го поля п нлч мо и в концр зтого нременного интерп,т пнредоляют расчетным путем СИНХРОННУЮ фазу. 1 ип. 8Й (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECflVSЛИК

1 (51) 5 Н 05 Н 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сл Э ц )

СЪ

27 к 1/г (- — — ) ЛЕ = +(2(с +

Е еЧ

1Ц сон Ц Ц

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPH 1ННТ СССР

H A8TOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 15. 11. 90. Бюл, Ф 42 (21) 4334032/24-21 (22) 27.11.87 (71) Объединенный институт ядерных исследований (72) Л.М.Онищенко (53) 621.384,6 (088.8) (56) Коломенский А.А., Лебедев А,Н, Теория циклических ускорителей, И.1

1962, с.148.

Замолодчикон Б.И., Новиков Д,Л., Полферов Э. А. Препринг ОИЯО Р-720, Дубна, 1961.. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАВНОВЕСНОЙ ФАЗЫ В ФАЗОТРОНЕ В MOMEHT ЗАХВАТА ЧАСТИЦ В УСКОРЕНИЕ (57) Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при исследовании режимов работы и наладке циклических ускорителей

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при исследовании режимов работы и наладке циклических ускорителей резонансного типа.

Целью изоб етения является повышение точности измерений путем определения равнонесной фазы че;.ез параметры, измеряемые с высокой степенью точности.

Изобретение поясняется чертежом, иа котором приведен фазовый контур, соответствующий сепаратриссе, Согласно данному способу,определение равновесной фазы основано на закономерности движения частиц по сепаратрисе, которая ограничивает область

„.ВН„„ШЗ1И6 И

2 резонансного типа. Целью изобретения является повышение точности изменений путем определения рави:1весной фаэь. через параметры, измеряемые с ньгсокой степенью точности. Для этого от цикла к циклу ускорения последовательно сдвигают момент поджига разряда в ионном источнике относительно частотной программы фаэотрона в соответствии с которой частота ускоряющего поля монотонно убывает но времени н каждом кэ циклов. При изменении сдвига моменты поджига ток ускоренного пучка нарастает, выходит на плато и затем убывает. По длительности фронта нарастания нлн спада тока, ы д также пп разности частот ускоряющего поля н нач-".Яе и .н конце этого. временного интервалы определяют расчетным путем синхр< ниую фазу, 1 ил, фыэоной устойчивости и дается уравнением где K - -коэффициент антофыэиронки, еЧ - набор энергии эа оборот, F. > — энергия пОкОя ускоряемой частицы, 4 З вЂ” ранианссиая фаза, 6Е - обозначает отклонение энерЪ гии частицы от рыннонесиого эиачен ья у с = э 1п 6() — Q) cos 4з а ч фазу частицы по отношению к ускоряющему напряжению. Внутренняя область сепаратрисы является обласТью устойчивьи фазовых колебаний.

Нетрудно видеть из (1) „что максимальноге отклонения от равновесной энергии достигает частица, движущаяся по границе области фазовой устойчивости и проходящая через точку

Это отклонение равно

1 eVE (sin W -V>cosVg ) гтк (2)

q= О е ь

4/g

Для той же частицы, но в точке отклонение !

eV? (sin Чз - Vs сов чд о У 1 акс

Зй (з)

Гг 20

Отклонение энергии частицы от равновесного значения связано с отклонением частоты ее обращения от частоты ускоряющего напряжения следующим со75 отношением3

4f = — K — -- йH.

g гии как,26Ep = И е7соэ .

Величина N равна времени захвата деленному на период обращения Т

1/f те. N = 7i f.

Особенность захвата частиц в фазотроне состоит в том, что захват с отрицательными фазами ограничен вертикальным движением (отсутствие вертикальной фокусировки для отрицательных фаз) и с положительными -. набором энергии, не достаточным для огибания ионного источника на пергом обороте.

Таким образом, в ускорение захваты-ваются фазы в узком фазовом интерв"ле (-5)-(+9), лежащем около О, Как было указано выше,, максимальное отк- 4О лонение энергии этих частиц (и соот ветственно частоты обращения) от равновесных значений в 6 раз мейьше, чем в максимуме сепаратрисы и равны

l 1 соответственно 8F. и - — df.

Г другой стороны. величина оЕ может быть определена через время захвата, Действительно, в течение времени захвата сеи@ратрис .а . 50 сдвигается по энергии па величину 2

ДЕО, которую можно выразить через число оборотов частиц И и набор энерТаким об1 азом

2DE< =.- . tsVñas g . (5)

Сравнивая (3), (4) и (5), получим следующее уравнение для определения значения равновесной фазы через измеренные значения времени захвата и полосы частот захвата Llf.

Ч з сов цз л — ь Лfcos ж 5

Дпя опрецел ения входящего в (6 ) времени захвата сдвигают во времени импульс поджига ионного источника, изменяя таким образом от нуля до максимума, и затем снова до нуля ток ускоренного пучка. Характерная зависимость тока от времени сдвига имеет вид трапеции с одинаковым передним и задним фронтом, цлнтельность которого равна ь . Далее определяют полосу частот захвата (11), измеряя импульсным частотомером значение ч астоты ускоряющего напряжения на концах временного интервала, соответствующего времени -.=ëõsàòë, и по измеренным значениям . и а . находят значение равновесной фазы ц> по уравнению (-).

Ловып ение точности определения сиихр; иной фазы в данном способе

c бусловлено тем, что непосредствен.но измеряемые величины и дГ могут быть измерены с высокой степенью точности и отпадает необходимость в н посрецственном измерении набора энергии за оборот и коэффициента автофазировки.

Формуиаизобретення

Способ измерения равновесной фазы в фазотроне в момент захвата частиц в ускорение, включающий синхронизированный с частотной программой фазотрона поджиг разряда в ионном Нс точнике, а также измерение частоты ускоряющего напряжения и параметров ускоряемого и г-:к:, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с цел ю повышения точности измерений, от цикла к ц-iKJ!ó ускорения последовательно сдвигают момент поджига разряда в ионном источнике относительно частотной ирогра. ж, измеряют зависимость тока ускоряемо о пучка от времени

-.цвига и ио . меренной зависимости

sing p cns g Х (15

Ч з

/\

t дев

Составитель В,Краснопольский Редактор В,Фельдман Техред М.Ходанич Корректор А,Обруч эр

Заказ 4348 . Тираж 663 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобрете иям и открытиям при ГКНТ СССР

11303$, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

5 ll 537116 определяют время захвата как длитель- ность переднего или заднего фронтов ,иэмер иной зависимости и изменение частоты ускоряющего напряжения в те-.

5 чение времени захвата, после чего определяют равновесную фазу из сле,дующего условия:

Равновесная фаза ра

>Pe n с изменение частоты ускоряющего . апряжения в течение времени захвата, Гц,