Исследование фокусирующих свойств модулированных управляющих магнитных полей индукционных циклических ускорителей

• Автор: Холмогоров, Василий Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 149 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. ИССЛЕДОВАНИЕ АЗИМУТАЛЬНО-СИММЕТРИЧНЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ БЕТАТРОНОВ МЕТОДОМ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ.

1.1. Некоторые свойства управляющего магнитного поля бетатрона.

1.2. Фокусирующие свойства аксиально-периодического магнитного поля.

1.3. Магнитные поля модулированные в радиальном направлении.

1.4. Влияние полей возмущения на фокусирующие свойства "типового" управляющего магнитного поля.

1.5. Аналитическое описание управляющих магнитных полей действующих бетатронов.

Выводы.
2. НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ФОКУСИРОВКИ ЧАСТИЦ С РАЗЛИЧНЫМ ЭНЕРГИТИЧЕСКИМ РАЗБРОСОМ В МАГНИНТЫХ ПОЛЯХ БЕТАТРОНОВ.
2.1. Расчет областей устойчивого движения частиц, энергия которых отлична от равновесной.
2.2. Определение параметров орбит частиц с учетом их энергетического разброса.
2.3. Определение конфигурации и размеров поперечного сечения ускоряемого равновесного пучка частиц.
2.4. Особенности расчета заряда пучка частиц, ускоряемого бетатроне.
Выводы.

3. ОСОБЕННОСТИ ФОКУСИРОВКИ ЧАСТИЦ МАГНИТНЫМИ ПОЛЯМИ, МОДУЛИРОВАННЫМИ В ВЕРТИКАЛЬНОМ НАПРАВЛЕНИИ.
3.1. Фокусирующие свойства однородного управляющего магнитного поля цилиндрических бетатронов.
3.2. Особенности фокусировки магнитных полей многоорбитных цилиндрических бетатронов.
3.3. Фокусирующие свойства магнитных полей с увеличенным числом равновесных орбит в аксиальном направлении.
3.4. Фокусирующие свойства магнитных полей цилиндрического бетатрона с периодически меняющимся радиусом равновесной орбиты.
Выводы.
Заключение
Литература
ВВЕДЕНИЕ

В дефектоскопии различных материалов, промышленных изделий и сварных соединений, в различных технологических процессах, а так же в медицине находят применения бетатроны. Они выгодно отличаются от других типов ускорителей электронов простотой, малой массой, удобством в эксплуатации и малыми затратами на изготовление, что позволяет создавать траспортабельные установки, предназначенные для работы в нестационарных условиях [1-9].
Для дефектоскопии в нестационарных условиях разработаны и выпускаются переносные малогабаритные бетатроны (ПМБ) [6-9] и малогабаритные импульсные бетатроны (МИБ) [10,11] на энергии 2-10 МэВ. В зависимости от типа бетатрона, за пределы излучателя выводится либо тормозное излучение, либо пучок ускоренных электронов.
Выпускаемые в научно-исследовательском институте интроскопии при Томском политехническом университете (НИИ ИН при ТПУ) малогабаритные бетатроны находят применение как у нас в стране, так и за рубежом (Англия, США, Италия, Германия, Китай, Финляндия, страны СНГ). Требования, предъявляемые потребителями к технико-экономическим и энергетическим показателям бетатронов постоянно возрастают. Основные требования предъявляются к мощности дозы излучения, потребляемой мощности, габаритам, массе и надежности.
Одной из основных энергетических характеристик бетатронов является мощность дозы излучения, определяемая частотой следования импульсов и числом частиц, ускоряемых за один цикл.
К настоящему времени освоен частотный диапазон до 400 Гц, но дальнейшее повышение следования импульсов требует дополнительных исследований.
Число частиц, ускоряемых за цикл, зависит от фокусирующих свойств управляющего магнитного поля, объема области действия этих сил, от началь-
Также как и в предыдущем разделе, параметр разделения определяет скорость изменения векторного потенциала А(г,г), но, в основном, в радиальном направлении.
Типичные изменения векторного потенциала А(г,г), показателя спадания п(г,£) и области устойчивого движения частиц показаны на рис.1.11.-1.12. Из данных рисунков следует, что малые значения дополнительной компоненты А2о резко сокращают радиальный размер области устойчивого движения частиц вследствие уменьшения абсолютного значения потенциального барьера в радиальной плоскости. Кроме того, при малых Л20 показатель спадания
п(г, г = 0) в окрестности равновесного радиуса меняется почти по периодической зависимости. При этом максимальное значение п(г,г) наблюдается в пространстве между *о и радиусом инжекции Г/, а его абсолютное значение в указанной области может превышать единицу. Большая скорость изменения показателя спадания п(г, г) в окрестности радиуса инжекции гг приводит к образованию второго минимума векторного потенциала в данной окрестности, абсолютная величина которого может быть меньше или больше единицы (см. рис.1.11.). В данной области наблюдается вертикальная дефокусировка и частицы, попавшие в данную область, будут потеряны. С увеличением значения дополнительной компоненты Аг уменьшается скорость изменения показателя
спадания п(г) в окрестности радиуса инжекции г{, что приводит к уменьшению дефокусирующей области. При определенном значении А2о на радиусах, больших г0, обнаружен участок, на котором векторный потенциал А(г, г = 0) практически не меняется с ростом радиуса. При этом резко увеличивается радиальный размер области устойчивого движения частиц. Следует отметить, что при некоторых значениях А2() внешняя граница области устойчивого движения