Способ ускорения атомных ядер в синхрофазотроне

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<п 458303

Союз Советских

Социалистических, Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 19.07.72 (21) 1811373/26-25 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 05.10.75 Бюллетень № 37

Дата опубликования описания 22.04.76 (51) М. Кл. Н 05h 13/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.384,6 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е, Д. Донец, Г. С. Казанский, А. И. Михайлов и А. А. Смирнов

Объединенный институт ядерных исследований (71) Заявитель (54) СПОСОБ УСКОРЕНИЯ АТОМНЫХ ЯДЕР В

СИ НХРОФАЗОТРО НЕ (см. х =- — — 2sin -q

1о э

1 э - " 0 + .

Изобретение относится к ускорительной технике.

Известны способы ускорения дейтронов, а-частиц и других атомных ядер в синхрофазотроне в два этапа на разных кратностях при переходе с первого этапа на второй при постоянном магнитном поле.

Известный способ не позволяет эффективно использовать синхрофазотроны для ускорения ядер, так как с увеличением заряда и массы частиц увеличивается вероятность их потерь из-за изменения заряда при столкновении с атомами остаточного газа. Уменьшение потерь улучшением вакуума в камере ускорителя или сокращением длительности ускорения сопряжено со значительными техническими трудностями по реконструкции существующих синхрофазотронов.

Цель изобретения — повышение эффективности использования синхрофазотрона для ускорения тяжелых ядер без существенной реконструкции оборудования.

Для этого скорость нарастания магнитного поля повышают только на первом этапе ускорения с поддержанием синхронизма путем увеличения кратности ускорения.

На фиг. 1 и 2 приведены графические зависимости для напряженности магнитного поля Н.

Из зависимости F (H) = 1—

/ г". 9

Ч,н фиг. 1) следует, что при Н = 400 — 500 Э потери частиц практически прекращаются. Сле5 довательно, для снижения потерь частиц изза подхвата электронов при взаимодействии с атомами остаточного газа достаточно форсировать магнитное поле (увеличить Н) при на10 растании его до 400 — 500 Э, т. е. на первом этапе ускорения (Н, — напряженность магнитного поля при инжекции, Н вЂ” скорость нарастания магнитного поля).

Повышение скорости нарастания магнитно15 го поля автоматически требует увеличения амплитуды ускоряющего напряжения Уо, обеспечиваемого высокочастотным напряжением U, в зазорах ускоряющего электрода, являющегося емкостью колебательного контура. Связь между Uo и У, выражается через коэффициент передачи а.

25 где q — кратность ускорения;

1э — длина ускоряющего электрода;

Ro — радиус центральной орбиты ускорителя;

L — суммарная длина прямолинейных промежутков.

458303

=1 ри сл Орать

Фиг. 2

Составитель С. Дмитриев

Техред М. Семенов

Редактор В. Джарагетти

Лак 755/2

Корректор Е. Рожкова

Подписное

Изд. № 44

Тираж 869

Типография, пр. Сапунова, 2

Амплитуда напряжения на электроде ограничивается электрической прочностью ускоряющих зазоров. Поэтому увеличение амплитуды ускоряющего напряжения Uo в соответствии с выражением для а, если не прибегать к реконструкции ускоряющей системы, может быть достигнуто посредством увеличения кратности q. В свою очередь, увеличение qaeдет к снижению величины магнитного поля, при котором необходимо осуществить переход на второй этап ускорения в режим первой кратности (в том случае, если не изменится частотный диапазон ускоряющей системы). Оптимальным значением q является величина, при которой потери из-за подхвата ядрами электронов на первом этапе ускоре-. ния примерно равны сумме потерь на переходе с первого этапа на второй и на втором этапе ускорения.

На фиг. 2 показано в функции времени t изменение магнитного поля Н и частоты ускоряющего напряжения f применительно к

4 синхрофазотрону для ускорения атомных ядер. Для сравнения на этом же рисунке показаны Hd (Ц и fd (t) в режиме ускорения дейтронов.

Предмет изобретения

Способ ускорения атомных ядер в синхрофазотроне с использованием двухэтапного

lO синхротронного режима ускорения сначала на повышенной, а затем на первой кратностях при переходе с первого этапа на второй прч постоянном магнитном поле, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффек15 тивности использования синхрофазотрона для ускорения тяжелых ядер без существенной реконструкции оборудования, увеличивают скорссть нарастания магнитного поля только на первом этапе ускорения с поддержани20 ем синхронизма в приросте энергии за оборот с полем путем увеличения кратности ускорения.