вывод пучка

ВЫВОД ПУЧКА из ускорителя - отклонение заряж. частиц от равновесной замкнутой орбиты, в результате к-рого происходит их вывод из рабочей области магп. поля циклических ускорителей. Проблема исключения потерь при В. п. особенно важна для сильноточных ускорителей непрерывного режима типа изохронного циклотрона и ускорителей на сверхвысокие энергии со сверхпроводящими электромагнитами.

Для В. п. необходимо осуществить заброс частиц в отклоняющее устройство, в качестве к-рого используется эл--статич. дефлектор, канал из ферромагн. пластин, экранирующих магн. поле, или электромагнит с тонкой токовой перегородкой (септум-магнит). После первого отклоняющего устройства частицы могут проходить ещё ряд отклоняющих магнитов с последовательно возрастающей толщиной септума, а также градиентные фокусирующие устройства и квадрупольные линзы. При оптимальном выборе оптики канала вывода потери частиц происходят в осн. на септуме первою отклоняющего устройства.

Естеств. разделения орбит за счёт набора энергии достаточно для заброса частиц в дефлектор только в циклотронах на низкие энергии. В фазотронах для заброса частиц в магн. канал используется метод, основанный на параметрич. резонансном возбуждении радиальных колебаний с помощью двух локальных неоднородностей магн. поля, одна из к-рых имеет показатель спада поля меньше нормального, а другая - больше нормального (для данного ускорителя). В циклотронах с пространств. вариацией для В. п. может использоваться структурный резонанс 4-го порядка при , где N=8 - число периодов магн. поля, Q_r- число радиальных бетатронных колебаний за оборот. Наиб. перспективным для получения коэф. вывода ~100% является метод (предложенный и разработанный в ОИЯИ в 1972), основанный на использовании резкой зависимости коэф. расширения замкнутой орбиты d= (р - импульс частицы, R - радиус орбиты) от градиента осн. гармоники магн. поля. Подбор соответствующего значения градиента позволяет существенно увеличить разделение орбит в области радиуса вывода.

В жёсткофокусирующих ускорителях на высокие энергии используются две разл. системы вывода - быстрый (однооборотный) вывод пучка или отд. сгустков и медленный (многооборотный) резонансный вывод, осуществляемый в течение "плато" цикла магн. поля. Осн. элемент системы быстрого вывода - импульсный магнит ударного типа. Длительность фронта нарастания поля в ударном магните должна быть меньше временного интервала между сгустками пучка, тогда все частицы отклоняются в ударном магните на одинаковый угол и на максимуме возникших когерентных колебаний забрасываются в септум-магнит. Реализуются ударные магниты с фронтом нарастания поля до (10-15)*10^-9 с.

Для медленного вывода обычно используется нелинейный резонанс 3-го порядка , возбуждаемый m-й гармоникой квадратичной нелинейности магн. поля. При медленном изменении частицы попадают

в область неустойчивости и забрасываются в отклоняющее устройство за счёт резонансной раскачки амплитуд колебаний. Коэф. вывода оценивается по ф-ле , где - эффективная толщина септума, - разделение орбит у септума за период резонансной раскачки. В. С. Рыбалко.

   <<      Предметный указатель      >>