Способ генерации коллектива разноименно заряженных частиц

 

О П И С А Н И Е 342561

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 01.1Ч,19?О (№ 1423524/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 171У.1973. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 13.VII.1973

М. Кл. Н 05h 5/00

Н 05h 9/00

Комитет по делам изобретеиий и открытии при Совете Министров

СССР

УДК 621.384.6(088.8) Авторы изобретения

Д. Г. Борисов, А. И. Грызлов и Е. Г. Комар

Зая,витель

СПОСОБ ГЕН ЕРАЦИ И КОЛЛ ЕКТИ ВА РАЗ НО ИМЕН НО

ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

Изобретение относится к ускорительной технике.

Известен способ генерации коллектива разноименно заряженых частиц путем диффузии нейтральных атомов в пучок заряженных частиц, последующей ион из ации некоторых атомов в результате воздействия с частицами пучка и удержания полученных ионов в потенциальной яме объемного заряда пучка.

Существенный недостаток известного способа заключается в том, что не все введенные в рабочий объем нейтральные атомы диффундируют в объем пучка и не все нейтральные атомы, попавшие в пучок, ионизируются пучком и остаются в составе коллектива.

С целью увеличения коэффициента захвата частиц в коллектив осуществляют взаимное пересечение или совмещение пучков заряженных частиц.

Сущность способа генерации коллектива разноименно заряженных частиц заключается в том, что количество частиц, образующих потенциальную яму, увеличивают с течением времени.

На фиг. 1 показана в плоскости, перпендикулярной оси пучка, зависимость модуля напряженности электрического поля от расстояния для цилиндрического пучка частиц с лостоянным количеством частиц по сечению; на фиг. 2 показана в плоскости, перпендикулярной оси пучка, зависимость модуля напряженности электрического поля от расстояния для цилиндрического пучка частиц тако5 го же диаметра, как на фиг. 1, но с больпгим количеством частиц; на фиг. 3 приведена зависимость модуля напряженности электрического поля, которое действует на приближающуюся, пересекающую пучок .и удаляющуюся

10 от него заряженную частицу (например, протон) при ее поперечном (справа налево на фиг. 3) движении по отношению к цилиндрическому пучку частиц (например, электронов) с нарастающим равномерно по сечению с те15 чением времечи количеством частиц, По,предлагаемому способу генерацию коллектива частиц 1произ водят следующим образом. Генерируют пучок электронов с нара,стающим по сечению (с течением времени)

20 количеством частиц. Генери руют пучок протонов. Пересекают,или совмещают полученные пучки. При этом каждому .протону в плоскости, перпендикулярной оси пучка электронов, оказывается сопоставлен ным изме

25 няющееся со временем электрическое поле модуль напряженности которого, в зависимости от положения протона относительно ,пучка электронов, изменяется как показано на фиг. 3.

30 В результате протон, находясь в поле

342561

Предмет изобретения.

25

35

40 Риг 2

50

Редактор T. Орловская

Корректор С. Сатагулова

Техред

Г. Дворина

Заказ 1910/2 Изд. № 1480 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., д, 4/5 пр. Сапунова, 2

Типография, объемного заряда пучка электронов, ускоряется в поперечном направлении силами, существующими в начальный интервал времени и соответствующими меньшим значениям модуля электрического поля, а после прохождения оси пучка тормозится силами, существующими в последующий интервал времени и соответствующими большим значениям модуля электрического поля. После торможения протон начнет движение в обратном направлении — снова,к оси пучка, причем с этого момента ему будет .сопоставлено поле, соот= ветствующее обращенному относительно вертикальной оси фиг. 3 в увеличенном масшта,бе.

В результате увеличения напряженности поля со временем протоны будут совершать колабания относительно оси,пучка электронов с уменьшающейся амплитудой и будет получен новый пучок, представляющий собой устойчивый коллектив разноимен|но заряженных часгиц.

Независимо от того, будет ли протону при движении в обратном .направлении сопоставлено обращенное поле типа показанного на фиг. 3 или симметричное поле типа показанного на фиг. 2, протон будет совершать ма= лые колебания относительно оси пучка, Возможен случай, когда протоны захватываются и удерживаются при увеличении числа электронов за счет увеличения диаметра при фиксированном количестве частиц в единичной площади сечения. Возможность захвата и удержания объясняется тем, что протон, подошедший к границе пучка и проникающий внутрь его, не подвергается воздействию наружных по отношению к нему слоев пучка. При увеличении диаметра пучка протон не ускоряется по направлению к центру новыми нарастающими слоями,;в то время как при выходе его тормозят ранее не существовавшие слои.

В принципе все протоны, имеющие конечную компоненту скорости, перпендикулярную оси пучка электронов, и находящиеся на таком расстоянии от пучка, когда взаимодействие между пучком и протоном, несмотря на наличие сторонних сил,.можно принимать во внимание, после увеличения числа электронов в сечении погасят при удалекии свою скорость до нулевой на конечном расстоянии от,пучка, повернут обратно и т. д. Впоследствии не будут захвачены только те протоны, которые попадут под действие пучка электронов после окончания изменений в нем.

Таким образом, все протоны, подвергающиеся воздействию изменяющегося во времени заряда пучка, независимо от их положен ия относительно пучка в момент н ачала изменения в нем, захватываются полем пучка и удерживаются внутри него зарядом электронов, т. е. получается устойчивый коллектив разноименно заряженных частиц.

Способ генерациями коллектива разноимен но заряженных частиц путем взаимного пересе=

10 чения или совмещения пучков заряженных частиц, отличающийся тем, что, с целью удержания одних заряженных частиц (например, протонов) в потенциальной яме, образован ной зарядом других частиц (например, элек15 тронов), количество частиц, образующих потенциальную яму, увеличивают с течением времени.