Схема устройства протонных синхротронов. Коррекция магнитного поля.Несколько слов о выводе частиц

Теперь мы уже достаточно знаем, чтобы попять назна­чение основных узлов крупных ускорителей.

Вакуумная камера ускорителя — огромная «баранка» с поперечным сечением ~ 100X200 мм2 — находится в маг­нитном поле, которое изгибает траекторию ускоряемых частиц в кольцо и обеспечивает их фокусировку. По коль­цу расставлены ускоряющие станции — высокочастотные резонаторы, возбуждаемые мощными радиотехническими устройствами. Сотни насосов непрерывно откачивают ва­куумную камеру. Сложная цепь датчиков следит за раз­мерами и положением ускоряемого пучка. Многочислен­ные системы коррекции исправляют дефекты магнитного поля. Электрические или магнитные системы направляют в камеру инжектируемый пучок. Вводимые в камеру мишени служат для генерации новых частиц; спе­циальные магнитные устройства по окончании ускорения раскачивают пучок, пока он не вылетит из камеры. Управ­ление всем этим комплексом ведет ответственный дежур­ный, у которого имеются многочисленные консультанты и помощники, живые и неживые: дежурные по отдель­ным системам, электронные вычислительные машины, следящие за процессом ускорения п за работой основных рабочих установок и огромный парк контрольных при­боров.

Мы не должны и не будем разбираться в работе всех этих устройств, однако с некоторыми из них стоит позна­комиться. Начнем с магнитной системы. Магнитные бло­ки ускорителя могут разделяться по назначению: служить либо для искривления траектории, либо для фокусировки частиц, либо совмещать эти функции. Раньше предпочи­тали идти по второму пути, а теперь чаще идут по. первому.

На рис. 34 изображены схемы устройства, только «за­ворачивающих» магнитов типа Ш (рис. 34, а) и С (рис. 34,6), т. е. магнитов, не использующихся для фо­кусировки. Для одного из магнитов приведена фотогра­фия, а другой изображен в разрезе. Их длина в направ­лении, перпендикулярном плоскости рисунка (вдоль пуч­ка), составляет обычно от метра до нескольких метров.

Ш-магниты позволяют получить поля лучшего качест­ва, но затрудняют доступ к вакуумной камере. Их ярмо мешает вводу и выводу пучков из ускорителя. С-магниты этими недостатками не обладают, но раньше насыщаются и создают несколько худшие магнитные поля.

Для фокусировки частиц используются квадрупольные линзы. Разрез квадрупольной магнитной линзы приведен на рис. 35. Магнитное поле в квадрупольной линзе созда­ется двумя парами полюсов. В центре линзы поле равло нулю в силу симметрии. Поэтому магнитная линза не изгибает центральную траекторию — траекторию, проходя­щую через ее центр. Как видно из рисунка, на оси X магнитное поле вертикально. В левой части линзы оно направлено вниз, а в правой — вверх. На оси Y поле го­ризонтально и направлено налево в нижней части линзы и направо —

Страница 1 of 312...Last »