Жесткая фокусировка

дать пучку возможность расшириться после рассеиваю­щих и сжаться после собирающих линз. Ясно, что рас­стояние между линзами должно быть тщательно подобра­но: оно не может быть ни слишком малым, ни слишком большим. Мы не Приводим здесь никаких формул, потому что, в отличие от оптики, магнитные линзы обычно ока­зываются толстыми, что очень затрудняет расчеты.

Укажем Однако, что если в аксиально-симметричных ускорителях частицы совершают меньше одного колебания

clip_image018

Рис. 30. Огибающая согласованного пучка, проходящего через си­стему фокусирующих и дефокусирующих линз.

за оборот, то в жестко фокусирующих ускорителях таких колебаний может быть несколько десятков. При этом раз­мер вакуумной камеры и, следовательно, вес магнитной системы могут удерживаться в разумных пределах. По­перечные размеры вакуумных камер ускорителей с жест­кой фокусировкой по порядку величины равны 10X20 см. Магниты таких ускорителей весят от одной до десяти

clip_image020

Рис. 31. Сечение магнитного блока протонного синхротрона Инсти­тута физики высоких энергии (г. Протвино)

тонн на метр магнитной дорожки. Вес ускорителя с дли­ной дорожки 1 км оказывается при этом в пределах от одной до 10 тысяч тонн; для такого большого ускорителя это не так уж много. На рис. 31 приведен разрез магнита серпуховского ускорителя на энергию 70 ГэВ. Вакуумная камера имеет сечение эллиптической формы с осями 110 и 220 мм. Полюса электромагнита имеют форму ги­пербол. Поле между такими полюсами линейно нарастает с изменением радиуса.

После изобретения принципа жесткой фокусировки ес­тественно было вернуться к циклотронам. Как уже от­мечалось, из циклических ускорителей только циклотро­ны — ускорители, работающие с постоянным магнитным полем и при постоянной частоте ускоряющего напряже­ния,— способны непрерывно генерировать мощные потоки ускоренных частиц. Как вы помните, при ускорении про­тонов до энергий больше 20 МэВ от циклотронов при­шлось отказаться из-за того, что в них не удавалось обеспечить устойчивость движения ускоряемых частиц по вертикали. Мы видим теперь, что, отказавшись от азиму­тальной однородности Магнитного поля, устойчивость дви­жения обеспечить можно. Таким образом, в фазотронах — ускорителях с падающим к периферии постоянным полем и с циклически меняющейся частотой — нет никакой не­обходимости. Это действительно так. До тех пор, пока

Страница 4 of 5« First...45