Метод выпуска пучка из синхротрона с помощью многослойного медно-железного экрана

• Автор: Бондаренко, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 94 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. МЕТОДЫ ВЫПУСКА ПУЧКА ИЗ ЦИКЛИЧЕСКИХ УСКОРИТЕЛЕЙ
1.1. ОДНООБОРОТНАЯ ЭКСТРАКЦИЯ ПУЧКА ИЗ СИНХРОТРОНА
1.2. Импульсный септум
1.3. Септум Ламбертсона
ГЛАВА 2. СХЕМА ВЫПУСКА ПУЧКА ЧЕРЕЗ МАГНИТНЫЙ ЭКРАН
2.1. Основные проблемы
2.2. Проникновение магнитного поля в многослойный медно-железный экран
2.3. Многослойный медно-железный экран
2.4. Возмущение поля многослойным медно-железным экраном
ГЛАВА 3. ИЗМЕРЕНИЯ И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. Измерения возмущения поля магнитным экраном
3.1.1. Описание оборудования
3.1.2. Калибровка измерительной катушки
3.1.3. измерение оптимальной скорости увеличения поля
3.1.4. Измерение возмущения поля
3.2. Измерение магнитной проницаемости материала экрана
3.3. Сравнение измерений и численных расчётов
ГЛАВА 4. ПРОЕКТ ЭКСТРАКЦИОННОЙ СИСТЕМЫ НА ЭНЕРГИИ 2.2 ГЭВ
4.1. Проект бустера в будущем источнике СИ в Новосибирске

4.2. Вертикальный выпуск пучка из бустера в накопитель
4.3. КИКЕР
4.4. Возмущение поля магнитным экраном
4.4.1. ВОЗМУ ЩЕНИЕ ПОЛЯ ЭКРАНОМ НА КРАЯХ ДИПОЛЯ
4.5. Возмущения магнитного поля токами, индуцированными в вакуумной камере
4.5.1. Расчет допустимой толщины стенок цилиндрической вакуумной камеры
4.5.2. возмущение переменного однородного магнитного поля цилиндрической вакуумной камерой
4.5.3. Возмущение поля камерой размещенной в диполе
4.6. Оценка влияния возмущения поля
4.6.1. ВЛИЯНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО угла
4.6.2. Влияние дополнительной фокусировки
4.6.3. Влияние секступольного члена возмущения поля
4.6.4. Влияние удлинения орбиты
4.7. Численное моделирование динамики пучка под влиянием возмущения поля
4.8. Тепловой расчет многослойного экрана
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение
Задача вывода пучка из циклического ускорителя появилась в 1931 году вместе с первым ускорителем такого типа — циклотроном. С тех пор возникло множество видов циклических ускорителей и, соответственно, различных схем и способов вывода пучка из них.
В современных синхротронах используют один из двух следующих способов: либо производят медленный выпуск на резонансах 3-го или 4-го порядка, либо осуществляется однооборотная экстракция с использованием кикера и септум-магнита. Физическая идея септума состоит в создании сильного магнитного поля, отделенного от орбиты синхротрона стенкой -“ножом септума”. Кикер - это быстрый магнит, который изменяет положение траектории пучка относительно ножа септума за время, меньшее, чем период оборота частиц в ускорителе. При включенном кикере пучок отклоняется магнитным полем в септуме и уходит в экстракционный канал. Поля кикера, как правило, недостаточно, чтобы сообщить пучку значительное отклонение, а размещение септума около равновесной орбиты синхротрона приводит к уменьшению апертуры ускорителя. Поэтому перед экстракцией орбиту приближают к ножу септума несколькими импульсными диполями. Существует два типа септум-магнитов. Первый тип — это импульсные септумы, в них нож септума состоит из проводника, магнитное поле параллельно ножу и экранирование поля ножом происходит за счет скин-эффекта. Основным недостатком таких септумов является большая потребляемая мощность и необходимость размещения импульсного септума внутри вакуумной камеры. Септумы второго типа называются септумами Ламбертсона, в них магнитное поле направлено перпендикулярно ножу септума, который состоит из ферромагнетика. К недостаткам септума Ламбертсона можно отнести вес необходимого магнитопровода и сравнительно большие размеры всей экстракционной системы.

Рис. 3.4. Моментальный снимок с экрана осциллографа при измерении токового импульса, поданного на магнит, датчиком тока генератора (канал 1).
Как видно на рисунке 3.4, нарастание тока до максимума происходило за 900 мкс.
Измерения магнитного поля в диполе проводились с помощью измерительной катушки. Сигнал с катушки пропорционален скорости изменения потока магнитного поля, проходящего через неё. Напряжение с катушки подавалось на токовый вход блока измерений импульсных параметров БИИП-4 [22] через интегрирующий резистор. Интегрированный и оцифрованный сигнал с БИИП-4 считывался ЭВМ с интеллектуального контроллера Одренок [23]. Интегрированный сигнал пропорционален потоку магнитного поля, идущего через катушку, который, в свою очередь, пропорционален проекции магнитного поля на ось катушки.