Файл: Гуртовой М.Е. Вопросы физики быстрых нейтронов. Спектрометрия быстрых нейтронов по времени пролета.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.07.2024
Просмотров: 122
Скачиваний: 0
- 35а -
: Сокращение длительности импульсов, нсек______ |
: в труп-: в области: в ускорителе : в пролетном тракте : суммарное |
: пировате: главной : : длиной II м : : ле : линзы : : :___________ |
0,62 1,79 0,64 0,57 3,6? |
Полвый |
разброс |
энергии . |
4 кэв |
-3- |
С М |
о. |
|
нн |
А- |
С\ |
|
С" |
о |
■сГ |
• О |
|
НН |
нн |
мО |
-3- |
40 |
НН |
о |
м |
СМ |
||
* |
«- |
*• |
т |
НН |
1*4 |
СМ |
in |
|
|
|
м |
СП |
ігч |
ІА |
СИ |
СМ |
DÜ |
•3- |
|
НН |
НН |
см |
0- |
|
|
|
НН |
■3" |
іА |
-Т |
СО |
ІА |
СН |
нн |
|
. • |
•. |
*■ |
о\ |
СП |
ІА |
С- |
|
|
|
|
•3- |
СА |
ІА |
сь |
см |
СМ• |
CD |
-з№- |
М |
м |
НН |
см |
с- |
нн |
Л
К
00 СМ 40
са
ь
ÜJ
&
е3
й
■3“ 00
■3- ІА
СП
О
оГ
іА
С"
см
ш
нн
м
W
см
со
-3- -3"
а.
со
м
к
а>
§
<и
о
>4
es
0
1
О
О
НН
см
•у
см
ІА
НН
'<\Г
«Г
**
Ф
§
&
Таблида I . Динамика процесса группирования (МобО.
- 36 -
ння импульоного режима работы. Вначале иопольэовалооь простое прері*
ванне пучка на выходе уокорителя с чаототой 5 Мгц. Однако и з-за вы-
оокого нейтронного Фона (оообенно при ускорении дейтеронов) и отно сительно малой интенсивности пучка, позже перешли к прерыванию до'
ускорения. |
Однако и при этом на практике длительность импульса мень |
||||||||||||
ву я |
3 |
ноек |
нельзя было получить, а оредний ток не превышал I мка. |
||||||||||
Ватем, |
для |
получения |
импульсов дл и тельности менее |
2 ноек |
было при |
||||||||
менено |
дополнительное |
прерывание |
пучка после |
ускорения |
о со о твет |
||||||||
ствующей потерей среднего то ка . |
Наконец, для |
повышения |
интенсивнос |
||||||||||
ти |
в |
импульсе |
и уменьшения его |
длительности |
была |
применена |
кяиотроі |
||||||
яая группировка. Схема генератора показана |
на |
р и о .Іб . |
Выоокочвотот- |
||||||||||
аый |
ионный |
иоточник о Е-раэрядом |
(чао то та |
ІЗО |
Мгц) |
д ает на |
|
выхода |
|||||
энергетический |
разброс менее |
30 |
э в . После |
одиночной линзы |
пучок с |
||||||||
энер гіей 30 |
кэа |
фокусировался |
на |
диафрагму |
диаметром |
2 ,3 |
мм, р а с |
||||||
положенную |
на расстоянии 32 см от входа в |
ускорительныя тр у б к у .Р аз |
|||||||||||
ворот |
пучка |
по |
эллипсу осущ ествлялся напряжением о |
чаототой |
3 мгц. |
Такова была конструкция до применения клистронной группировки. Если
бы в этих условиях применить чаототу 5 |
мгц и |
для группирования,то |
|||||
понадобилась бы амплитуда модуляции до |
13 к а в , |
чтобы "временной" |
|||||
фокуо |
совм ести ть |
с |
мишенью. Это со о тве тству е т |
коэффициенту модуля |
|||
ции по |
энергии |
|
|
Е т |
15 К эЬ |
п с |
|
|
|
|
0) = -г— *=-rh -"Г = |
0,5 |
|
||
|
|
|
|
Ел |
30Кэб |
|
|
При та£ом значении |
а |
провести'пучок |
на мишень практически не |
||||
возможно , Обычно |
о. 4 |
0 ,1 |
. (З д есь подразумевается максимальное |
использование синусоидальной формы напряжения для группировани я,т.е
от периода Т |
, |
при |
этом фактически вносимый разброс энергий в |
"рабочий" импульс |
равен |
ДЕ » 0 .7 7 Е ) * |
|
Для понижения максимальной амплитуды модулирующего.напряжения |
|||
и уменьшения габаритов |
группироватеяя рабочую частоту для не'го |
||
' приилооь повысить |
до |
15 |
М*;ц. Одновременно для снижения энѳр гети чес- |
- 36а
Рис.Іб. Блок-схема системы группирования для электростатического генератора на б Мв (Анбб).
- |
37 - |
|
|
|
|
|
кого разброса в пучка до |
±4 |
кэв (при 6 |
Мэд}была |
увеличена |
эквива |
|
лентная длина дрейфа путей увеличения расстояния |
Р |
от диафрагмы |
||||
до входа уокорительной трубки |
(6 4 ом вместо 32 см ). Однако |
полносты |
||||
проблема геометрической фокусировки пучка этим не |
реш алась. |
По р а с |
||||
четам Элкинда (Э і5 Э ) фокуоное |
расстояние |
L = f ( N ) , |
гд е : |
N - о т - |
нопевиѳ энергии частиц на выходе ускорителя к энергии инкѳкции.Та
ким |
образом, |
при модуляции |
энергии ннжекции мы получаем большой |
раз |
|||||||||||||
брос |
фокуоного |
расстояния |
A L |
, |
что |
приводит к |
размазыванию пучка |
||||||||||
на |
мишени. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
На ри о .17 |
приведены две кривые, |
соответствующие двум |
величи |
||||||||||||
нам |
|
Р |
до |
и лооле |
переделки, |
а также области |
изменения |
К =85 |
|||||||||
и 150 |
при модуляции энергии инжекции |
+ 3 кэв и энергии |
частиц |
|
|||||||||||||
на |
выхода 2 |
Мэв |
и б Мэв, Из рисунка |
видно, что |
фокуоировка |
(п р е |
|||||||||||
делы |
изменения |
Д(_ |
) менее чувствительна к модуляции энергии |
|
|||||||||||||
при |
N = 1 5 0 , |
чем |
при |
рабочем |
N *8 5 |
(для одного |
и то го |
же |
Р |
) . |
|||||||
С другой отороны |
при |
Р |
*6 4 |
ом чувстви тел ьность |
понижена для |
обо |
|||||||||||
их |
|
N |
и получается |
отрицательное |
значение для |
L , T . B . |
пучок |
|
|||||||||
фокусируется до выхода из трубки. На выходе дополнительно отоят |
|
||||||||||||||||
сильно-фокусирующие квадрупольныѳ электростатические линзы, что |
|
||||||||||||||||
позволяет провести пучок через магнит и сфокусировать его |
на |
мише |
|||||||||||||||
ни. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ускоритель |
продолжает работать при среднем значении |
N = 8 5 . |
|
||||||||||||
Для |
сохранения |
этой величины при |
изменении энергии |
частиц |
на |
выхо |
|||||||||||
де |
|
от |
2 Мэв до |
б Мэв, соответствующим образом изменяется энергия |
|||||||||||||
инжекции. Для этого в |
зазор е между вырезающей диафрагмой |
и входом |
|||||||||||||||
в |
ускорительную |
трубку |
начальная |
энергия частиц |
30 |
кэв |
изменяется |
||||||||||
на |
величину |
от |
- 5 ,5 кэв до |
+ 4 0 ,5 |
к э в . |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
В |
связи |
о увеличением |
размеров кондуктора |
размеры |
бака |
также |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
'г •, |
|
были увеличены. Кроме того,в районе группирователя была добавлена дифференциальная откачка лля устранения интенсивногорассеяния
Рис.1 7 .Теоретическая зависимость Фокуоного расстояния от режима работы ускорителя СЛнбб).
------1--------------- |
з---------------- |
L |
-L |
г |
4 |
5 |
|
Напряжение но ускорителе, |
Mb |
|
Рис. 18.Зависимость длительности сгруппированного импульса от напряжения на ускорителе (Ти70)
- 38 -
пучка, дефокусировки |
его и электрических пробоев. |
|
|
|
Применение клистронной |
группировки позволило |
получить |
импульсы |
|
длительностью до 1 ,5 |
ноек о |
пиковым током около |
200 мка. |
Длитель |
ность импульса увеличивалась при значениях среднего тока превышаю
щих 10 мка, |
что |
по мнению автор ов, вероятно, |
овязано |
с расталкива |
||||||
ющим действием объемного зар яда. Максимальное |
значение |
среднего то |
||||||||
ка |
для протонов |
- 20 мка. Измеренное |
значение |
коэффициента |
сжатия |
|||||
не |
менее 4 . Достикимая верхняя |
граница |
оценивается |
авторами |
не вы - |
|||||
■ е |
1 2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Недавно |
Тикессон и Уидяинг |
(Т и 70) |
сообщили об |
использовании |
|||||
клистронной |
группировки на |
электростатическом |
генераторе на |
б Мэв. |
||||||
|
Расположение |
отдельных |
узлов системы группировки |
(р и с .1 9 ) и |
связанные с ней переделки в ускорителе в целом мало отличаются от
таковых для |
рассмотренного |
выше ускорителя (А нбб). Различие |
заклю |
||||||||
чается только в том, что |
одиночная |
линза |
расположена не |
у |
выхода |
||||||
источника ионов, а между |
отклоняющими пластинами. Основные |
хар акте |
|||||||||
ристики ускорителя таковы: длительность импульса I нсек |
и даже |
||||||||||
меньше; средний |
ток |
7 |
мка при часто те повторения импульсов I Мгц; |
||||||||
коэффициент |
ихаяия |
(по |
току) около |
1 0 ; |
часто та группирующего |
||||||
напряжения |
15 |
Мгц. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Были проведены интересные исследования зависимости минималь |
|||||||||||
ной длительности импульсов от режима работы генер атор а. |
При |
идеаль |
|||||||||
ной ионно-оптической системе ожидалась минимальная длительность |
|||||||||||
импульса 0 ,6 7 н се к . Однако |
в реальных условиях дегруппирующее дей |
||||||||||
стви е |
оказывают |
следующие |
основные |
факторы: |
І)иачальный |
энергети |
|||||
ческий |
разброс |
ионов |
при |
выхода из |
и сточника; |
2 ) энергетический |
р азбр ос, вносимый системой отклонения; |
3)расталкивающее действие |
|
объемного заряда |
; ^врем енной разброс |
при повороте пучка на 90° |
в анализирующем |
м агните. |
|