Магнитная призма

 

САН ИЕ

25542 9

Go as Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 02.Н1.1968 (¹ 1222425/26-25) Кл. 21g, 36 с присоединением заявки №

Приоритет

МПК Н 05h

Комитат по Иелвм изобретений и OTKpblTHII при Совете Министров

СССР

Опубликовано 28.Х.1969. Бюллетень чс 33

Дата опубликования описания 31.Ш.1970

УДК 621.384.66 (088.8) Авторы изобретения

Л. А. Басин, Б. В. Бобыкин, В. Я. Давыдовский, В. М. Кельман, П. А. Финогенов и Е. М. Якушев

Институт ядерной физики АН Казахской CCP

Заявитель

МАГНИТНАЯ ПРИЗМА

Изобретение относится к вспомогательному оборудованию ускорителей. Призма используется в приборах с разделением частиц по зарядам и массе.

Известны двумерные магнитные призмы, выполненные в виде замкнутого ярма с протяженными параллелепипедной формы полюсными наконечниками.

С целью уменьшения неоднородности двумерного магнитного поля и подавления полей рассеивания и, в частности, для повышения разрешающей способности масс-спектрометров в описываемой призме над первым электромагнитом расположен второй такой же электромагнит. Обмотки обоих электромагнитов соединены последовательно так, что магнитные поля в каждом электромагните направлены навстречу друг другу, а между полюсами магнитов и ярмом вставлена прокладка из неферромагнитного материала.

При ширине рабочей области в 24 слт степень неоднородности магнитного поля не превышает 1 ° 10 .

Это позволяет создать магнитную призму с высокой степенью двумерности поля для прецизионных призменных бета- и масс-спектрометров.

Для этого в предлагаемой магнитной призме используются, во-первых, двухъярусное расположение двух идентичных электромагнитов с противоположным направлением магнитных полей, что обеспечивает резкое уменьшение поля рассеивания магнитной призмы в окружающем пространстве; во-вторых, допол5 нительные зазоры между полюсными наконечниками и ярмом электромагнита, которые способствуют получению в межполюсном зазоре призмы поля с высокой степенью двумерности.

На фиг. 1 показана магнитная призма с

10 двумерным полем, продольный разрез; на фиг. 2 — поперечный разрез по средней плоскости нижнего межполюсного зазора (со снятыми катушками возбуждения).

Магнитная призма с двумерным полем сос15 тоит из двух расположенных один над другим электромагнитов. Каждый электромагнит, в свою очередь, состоит из ярма 1, внутри которого параллельно друг другу помещены два полюсных наконечника 2. Полюсные наконеч20 ники имеют форму параллеллепипедов, длина которых много больше расстояния между полюсными наконечниками. Ярмо магнита выполнено в виде прямоугольной рамы, вытянутой в том же направлении, что и полюсные

25 наконечники. Между ярмом и полюсными наконечниками сверху и снизу имеются зазоры

8, заполненные пластинами из немагнитного материала. По обе стороны электромагнита параллельно полюсным наконечникам на не30 котором- расстоянии от них расположены маг255429 нитные экраны 4 (фиг. 2). Магнитное поле в каждом электромагните возбуждается двумя одинаковыми катушками 5, включенными так, что созданные,ими в ярме магнитные потоки направлены навстречу друг другу.

Все четыре катушки 5 возбуждения предлаГаемой маг||итной призмы В двумерным полем включены последовательно. Направления токов в катушках возбуждения выбраны такими, что магнитные поля в верхнем и нижнем электромагнитах направлены противоположно. Такая комбинация магнитных полей приводит к резкому ослаблению поля рассеяния магнитной призмы в окружающем пространстве. Применение магнитной призмы такой конструкции уменьшает аберрации прибора, в котором призма используется в качестве дисперсирующего элемента.

Кроме того, использование такой призмы, например, в прецизионных призменных бстаспектрометрах позволяет, не снижая разрешающей способности прибора, ближе придвинуть к призме коллиматорную и фокусирующую линзы, и повысить тем самым трансмис.ию прибора.

Дополнительные зазоры 8 между ярмом и полюсными наконечниками 2 каждого магнита обеспечивают высокую степень двумсрности в межполюсном зазоре призмы.

Введение дополнительных зазоров 8 существенно повышает двухмерность магнитного поля призмы, особенно если ярмо,п полюсные наконечники изготовлены из материалов < большой магнитной проницаемостью. В близ:i концов полюсных наконечников начинает сказываться влияние краевого эффекта. Поэтому минимальная длина полюсных наконечников должна быть такой, чтобы в рабочей части межполюсного зазора магнитной призмы недвумерность, вызванная влиянием краевого эффекта, была не больше недвумерности, даваемой габаритными размерами призмы.

Магнитные экраны 4 обеспечивают резкий спад магнитного, поля призмы за пределами полюсных наконечников 2 .и экранируют пучок заряженных частиц от магнитного поля

10 Земли.

Опытный образец предлагаемой магнитной призмы с двумерным полем был изготовлен и испытан в Институте ядерной физики AH Казахской CCP. Полюсные наконечники призмы

15 были изготовлены из сплава 79НМ с высокой магнитной проницаемостью, а ярмо магнита — из стали Ст. 3.

Предлагаемая магнитная призма имеет два идентичных межполюсных зазора с двумер20 ным полем, поэтому она может быть использована для .изготовления сдвоенных масс- и бета-спектрометров.

П р едм ет,и з о б р ет е н и я

25 Мапштная призма, состоящая из электромагнита с протяженными параллелепипедной формы полюсными наконечниками, отличаюцаяся тем, что, с целью понижения неоднородности двумерного магнитного поля и поЗО давления полей рассеивания, призм а содержит другой такой же электромагнит, расположенный над первым, причем обмотки обоих электромагнитов соединены последовательно так, что магнитные поля в каждом электроЗБ магните направлены навстречу друг другу, а между полюсами магнитов и ярмом вставлена прокладка из неферромагнитного материала, 255429 г

1;.r Р г .2

Составитель Б. М. Попов

Редактор П. Метельский

Техред Л. В. Куклина Корректоры: Е. Ласточкина и А. Абрамова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 521/9 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва )К-35, Раушская наб., д. 4/5