Магнитный сепаратор

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.07.78 (21) 2636926/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М, К.

Н 01 J 49/00

Государственный комитет

Опубликовано 23.07.80. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 28.07.80 по делан изобретений и открытий (53) УДК 621.384..6 (088.8) (72) Автор изобретения

Н. И. Тарантин (71) Заявитель

Объединенный институт ядерных исследований (54) МАГНИТНЫЙ СЕПАРАТОР

Изобретение относится к ядерной физике и может быть использовано для идентификации продуктов ядерных реакций.

Известен высокочастотный сепаратор, содержащий мишень, систему квадрупольных линз, дипольные магниты, колиматор, высокочастотные сепарирующие секции и коллектор продуктов ядерных реакций (1).

Недостатком этого сепаратора является его конструктивная сложность.

Наиболее близким техническим решением является магнитный сепаратор, содержащий мишень, дипольные магниты и коллектор для продуктов ядерных реакций (2).

Для отделения продуктов ядерных реакций, выбиваемых из тонкой мишени, от прошедших через мишень бомбардирующих заряженных частиц в сепараторе используют отклонение в поперечном магнитном поле, зависящее от величины магнитной жесткости mV/8, где m, V, Х вЂ” масса, скорость и заряд частицы.

Существенным недостатком этого сепаратора является низкая степень сепарации продуктов ядерных реакций от бомбардирующих частиц, обусловленная тем, что значения магнитной жесткости для продуктов ядерных реакций и бомбардирующих частиц частично совпадают.

Целью изобретения является повышение степени сепарации продуктов ядерных реакций от бомбардирующих частиц.

Эта цель достигается тем, что в известном магнитном сепараторе, содержащем последовательно расположенные мишень, дипольный магнит для стигматической фокусировки, собирающий дипольный магнит и коллектор продуктов ядерных реакций, мишень

10 установлена в передней фокальной плоскости первого дипольного магнита, а в его задней фокальной плоскости в местах фокусов бомбардирующих частиц установлены экраны, размеры которых сравнимы с размерами фокусов пучков бомбардирующих частиц.

На чертеже приведено схематическое изображение магнитного сепаратора.

Магнитный сепаратор содержит квадрупольные линзы 1, мишень 2, сепарирующий

2о дипольный магнит 3, экраны 4, собирающий дипольный магнит 5 и коллектор Ilpoдуктов ядерных реакций 6.

Работа магнитного сепаратора осуществляется следующим образом.

75061

Мишень 2 облучается выведенным из ускорителя пучком заряженных частиц с небольшим, равным нескольким миллирадианам, утловым разбросом. При необходимости для снижения углового разброса бомбардируюших частиц применяют систему квадрупольных магнитов-линз, улучшающих параллельность траекторий. Например, в качестве такой системы может быть использован триплет квадрупольных магнитов, производящих преобразование типа «телескоп» с увеличением площади поперечного 1о сечения пучка частиц.

Мишень 2 содержит несколько миллиграммов на квадратный сантиметр вещества и не задерживает продукты ядерных реакций, обладающие значительной кинетичес15 кой энергией.

Мишень 2 расположена в передней фокальной плоскости дипольного магнита 3.

Дипольный магнит 3 отделяет вылетевшие из мишени продукты ядерных реакций от прошедших через мишень бомбардируюших частиц, магнитная жесткость которых отличается от жесткости продуктов реакций.

Продукты ядерных реакций имеют более широкое угловое распределение по сравнению с бомбардируюшими частицами и регулярное отклонение от направления первичных частиц. Дипольный магнит 3 преобразует пучок расходящихся из мишени продуктов ядерных реакций в широкий и приблизительно параллельный пучок, а близкий к параллельному пучок бомбардируюших частиц — в несколько сходящихся пучков с фокусами в задней фокальной плоскости дипольного магнита 3, отвечающих различным ионным зарядам частиц.

Указанные преобразования пучков ди- з5 польный магнит 3 производит как в радиальном, так и в аксиальном сечениях пучка частиц. Преобразование, производимое системой квадрупольных магнитов в плоскости, перпендикулярной к плоскости рисунка, приведено в верхней части чертежа.

В задней фокальной плоскости дипольного магнита 3 в местах образования фо- кусов бомбардируюших частиц установлены экраны 4, имеющие размеры, сравнимые с

4 размерами фокусов пучков бомбардируюших частиц и, следовательно, существенно меньшие размера пучка продуктов ядерных реакций. Эти экраны задерживают бомбардируюшие частицы, существенно не снижая интенсивности продуктов ядерных реакций, и таким образом производят дополнительное отделение бомбардируюших частиц.

Дипольный магнит 5 в совокупности с дипольным м агнитом 3 образуч бездисперсионную и изохронную систему, собирая широкий пучок продуктов ядерных реакций в пятно сравнимого с размером мишени размера на коллекторе продуктов ядерных реакций 6.

Эффективность дополнительной сепарации продуктов ядерных реакций определяется начальным угловым разбросом первичных частиц, ионно-оптическими параметрами и характеристиками дипольного магнита 3, угловым разбросом и направленностью продуктов ядерных реакций. формула изобретения

Магнитный сепаратор, содержащий последовательно расположенные мишень, дипольный магнит для стигматической фокусировки, собирающий дипольный магнит и коллектор продуктов ядерных реакций, отличаюи,ийся тем, что, с целью повышения степени сепарации продуктов ядерных реакций от бомбардируюших частиц, мишень установлена в передней фокальной плоскости первого дипольного магнита, а в его задней фокальной плоскости в местах фокусов бомбардируюших частиц установлены экраны, размеры которых сравнимы с размерами фокусов пучков бомбардируюших частиц.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Котов В. И. и Миллер В. В. Фокусировка и разделение по массам частиц высоких энергий, М вЂ” И, М., 1969, 32, с. 184.

2. Майдиков В. 3. и др. Широкодиапазонный анализатор продуктов реакций на пучке тяжелых ионов, препринт Р7-11393, Дубна, 1978 (прототип).

750613

Составитель В. Тихонов

Редактор Л. Народная Техред К. Шуфрич Коррекгор В. Синицкая

Заказ 4660/41 Тираж 844 Г1одписнос

LIHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП <Патент» г. Ужгород, ул. Проектная, 4 !