Магнитные системы рециркуляционных ускорителей

• Автор: Новиков, Глеб Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.16, 01.04.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 118 с.

Содержание
Введение.

Глава I. Теоретическая модель для оценки характеристик поворотного магнита.

1.1. Аналитический подход к расчету

поворотного магнита разрезного микротрона.

1.2. Расчет прямого потока.

1.3. Расчет непрямого потока.

1.4. Оценка нарамегров магнитной системы.

Глава И. Параметры поворотных магнитов.

.1. Расположение обратного полюса.

.2. Оценка параметров геометрии обратного полюса.

.3. Основные размеры поворотного магнита.
П.4. Подстройка уровня обратного ноля.
П.5. Подстройка уровня основного поля.
.6. Магнитное экранирование области окна
для вводавывода пучка.
.7. Расчет поворотного магнита с учетом
технологических требований.
II.8 Измерения характеристик распределения
магнитного поля поворотных магнитов.
Глава III. Магнитные элементы разрезных микротронов.
1.1. Соленоидальныс фокусирующие линзы.
1.2. Корректоры.
1.3. Магниты вывода пучка.
1.4. Поворотные магниты для разрезного микротрона
на энергию МэВ.
Заключение.
Список литературы


Длина первой ускоряющей ячейки, в которую инжектируется электроны, н относительная амплитуда поля в ней выбраны из условия максимального захвата пучка в режиме ускорения пизкоэнсргстнчных заряженных частиц при учете особенностей динамики пучка в разрезном микротроне на последующих орбитах. Для обеспечения высокочастотной фокусировки в горизонтальной плоскости в области устойчивых фазовых колебаний разрезного микротрона пролетные отверстия линейного ускорителя сделаны вытянутыми в вертикальной плоскости. Ввод высокочастозной мощности производится через окно связи центральной ячейки. Анализ зависимости стоимости оборудования и эксплуатации установки, размеров разрезного микротрона показывает, что оптимальным частотным диапазоном является диапазон МГц. Длина линейного ускорителя на этой частоте составляет около 0. МВт при значении индукции поля поворотных магнизов около I Тл. Прирост энергии релятивистского пучка в линейном ускорителе составит при этом 5 МэВ. Таким образом, число орбит при заданной максимальной энергии равно . Поворотные магниты. В силу специфики работы МэВ разрезного мпкротрона особое значение придается снижению потребляемой мощности установки. Уменьшить расход электроэнергии удалось за счет внедрения новой разработки, а именно поворотных магнитов на основе использования постоянных магнитов из самарий-кобальта (Бт-Со). Эго дало возможность сократить вдвое мощность, потребляемую разрезным мнкротроном. Рисунок 2. Кривые размагничивания для ТПМ: (а) кривая размагничивания по намагниченности, (б) кривая размагничивания по индукции. Самарий-кобальт относится к классу Редко-Земельных Материалов, созданных на основе интермсталлических соединений редкоземельных металлов с кобальтом. Чтобы донять причину выбора данного источника магнитного поля осіановимся кратко на свойствах постоянных магнитов. Разделим условно все постоянные магниты на Традиционные Постоянные Магниты (сплавы и некоторые ферриты) и на РЗМ. Кривые размагничивания по намагниченности и индукции для ТПМ изображены на Рис. ТПМ характеризуются тем, что будучи намагниченными в магнитном поле, они теряют значительную часть своего потока после их вынесения из намагничивающего поля. Видно, что в области положительных величин ^пН намагниченность с уменьшением напряженности магнитного поля также уменьшается от максимального значения у„Машх до своего значения В,. В, - остаточная индукция, причем разница между Вг и составляет десятки процентов. ТПМ существенно неоднородна как по величине, так и по направлению. Из-за такой неоднородности не удастся в достаточной степени контролировать свойства ТПМ. Поскольку в ускорительной технике х магнитным полях« предъявляются повышенные требования, то использовать ТПМ в этой области не представляется возможным. Рисунок 3. Кривые размагничивания для РЗМ: (а) кривая размагничивания по намагниченности, (б) кривая размагничивания по индукции. Ситуация резко изменилась, когда в -х годах на смену ГПМ пришли РЗМ. Замечательным свойством РЗМ является то. Рис. Для кривой размагничивания но индукции прямолинейный участок располагается между точками (- и,-Ик,0) и (О. В,). В,. Иными словами, будучи намагниченными в магнитном поле, РЗМ полностью сохраняют свой поток после их вынесения из намагничивающего поля. Кроме того, неоднородность намагниченности по абсолютному значению и направлению в таких материалах значительно ниже, чем в ТПМ. Эти преимущества дают возможность использовать РЗМ для создания высокопрсцизнонных магнитных полей. Остаточная индукция В, и коэрцитивная сила д,Н1А в РЗМ оказываются порядка 1 Тл. Поэтому они могут обеспечивать высокий уровень удельпой энергии магнитного поля. Данное обстоятельство позволяет строить магнитные системы, целиком состоящие только из одних РЗМ [-]. В связи с этим РЗМ с самого начала преимущественно стали применяться в конструировании различного рода компактных приборов для транспортировки пучков [ -]. Вместе с тем достигнут определенный успех в создании больших гибридных магнитных систем - систем, состоящих из РЗМ и стальных элементов [-].