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: 120

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

39 -

 

 

!

 

истории uoHoft

 

 

 

 

 

/іинзо Сфокус I)

 

 

 

 

 

Отклоняющие пластины прерыбтлелв

 

 

 

 

 

Одиночное линзо (фокус 2)

■*

j.'l'' r-?jfTi

U‘Т

I

j;р->4|w

 

T

Группирующие зпзоры

 

п

труОкойруппиробшпеля

 

 

 

 

]

Дипшраемп прерывателя

г.

• I _ J

L_

V -

Линза (Фокус3)

 

Г:

 

I з ;

 

 

І

t

 

 

 

 

Tpyfinn flpeuqm

 

|j

ЛлнтиниеЬый диск

-

- - X

 

**+—

--- Ускорительная тру&ка

<- ... Л i

Рйс-,19. Группирователь электростатического ускорителя па 6 Мв (Ти70).


- а д -

Эффект дегруппировки в первой и втором случае являетоя функци­

ей эквивалентной длины дрейфа группирователя. Временной разброс в

магните

зави си т

от

энергии ионов. И

,

наконец, действие

объемного

заряда

зависи т

как

от

энергии ионов

и

их

плотности в с г у с т к е ,

так

и от эквивалентной

длины дрейфа.

 

 

 

 

 

Все перечисленные

факторы

играет

тем

большую роль,

чем ниже

напряжение ускорителя

(р н с .ІѲ ),

На

этом же рисунке крестиками

пока­

заны результаты измерений с "электрически" укороченной ускоритель­

ной колонной,

когда нижняя половина ее

зазем л ялась. При

этом

укора­

чи валась эквивалентная длина дрейфа.

 

 

 

Заметное

укорочение длительности

импульса говорит

о том,

что

наиболее существенную роль в дегруппировке играют те факторы,кото­ рые являются функцией вквивалентной длины дрейфа. Для данного уско ­

рителя эквивалентная длина

дрейфа

составляла 2 9 0 , 410 и 1430 мм

при напряжении на ускорителе

5 , 3 ;

4 ,0 и 2 ,0 Мв, со о тве тстве н н о .За­

висимость ее от линейных размеров ускорителя и режима работы можно

найти в работе Андерсона и Сванка (А н б 4).

Клистрониая группировка успешно применяется и в электростати ­ ческих ускорителях типа тандем ( Л еб2, Анб4, Даб4, Алб7,Ешб8). С практической точки зрения эти ускорители даже больше подходят для осуществления прерывания пучка и группирования, т .к . все оборудо­ вание расп ол агается под потенциалом земли. Это снимает ограничения

по потребляемой мощности и габаритам системы, обл егчает управление ею и помогает преодолеть специфические трудности, связанные о ион­ но-оптической системой, которая предъявляет более жесткие требова­

ния

к к ач

еству пучка в тандемных уо кор и теіях. Дело в том, что и з -

за большой

хроматической аберрации только при определенной энергии

инжекции можно получить оптимальные условия

фокуоировки. Причем','

очень

важно получить хорошую фокусировку в

районе обдирочной камеры


На р и с .20

показана зависимоть

потери пучка протонов о

энергнеб

инжекции 60

кэв

от

степени модуляции его при группировании

(б е з

прерывания

п у ч к а ).

По оси абсцисс

отложена амплитуда модулируетего

напряжения, которая примерно в четыре раза меньше максимальной энер­

гии модуляции. По оси

ординат -отношение тока на выходе ускорителя

к начальному току при

отсутствии группирования.

О

 

 

 

»0

г.С*

3.0.

40

ІО

 

 

 

 

 

 

 

ДмплитуЭп

группирования. Кв

 

 

 

 

Рис. 2 0 . Зависимость тока

на

выходе ускорителя

от

энергетического

разброса в пучке, вносимого группировкой

(О л 6 7 ).

Указанные измерения проведены при реконструкции ускорителя на

12 Мэв в Англии

(0 л б 7 ). Применение

клистроннъй группировки

до уско ­

рениям прерывания

на выходе ускорителя позволило получить импульсы

длительностью

2

ноек

с использованием 1 0 -1 2 # непрерывного

пучка,и

длительностью

I

нсек

при использовании

6 # . Оптимальное

напряжение

группирования было 650 в (энергия модуляции 650

эвхЧ

= 2 ,6

к э в ) .

Частота следования

импульсов

5

Чгц. Из р и с .20

видно,

что

при

ртом только 6

0 #

постоянного

пучка

можно

провести

на

мишень. Кини-


- иг ~

ыальная длительность импульса получается около ІО нсек. Применение

дополнительного прерывания пучка после ускорения позволяет получить импульсы меньшей длительности с соответствующей потерей интенсивнос­ ти. Столь большая минимальная длительность импульса (10 нсек) обус­ ловлена энергетическим разбросом на выходе источника отрицательных ионов. Наиболее подходяцим способом получения отрицательных ионов является развал положительно заряженных молекулярных ионов с после­ дующим присоединением к ним электронов при прохождении через канал

перезарядки. При развале ионов с энергией 40 кэв возникает энерге­ тический разброс около + 0,6 кэв (ДабО) для отрицательных ионов,

входящих в группироватень, что вызывает временной разброс на мишени

около ІО нсек.

Рассмотрим подробнее применение клистронной группировки и пре­

рывания

для тандемного

ускорителя, описанного ранее в работе Лефевра

и др. (Леб2). На рис.21

показаны основные узлы устройства.

При пре­

рывании пучка до ускорения длительность импульса оказалась

не менее

б нсек

вместо

ожидаемых

2 нсек. Увеличение обусловлено, как

упоми­

налось

выше,

энергетическим разброоом отрицательных ионов,

вылета­

ющих из источника, и большой величиной расстояния, проходимого иона­

ми до начала ускорения. Для дополнительного прерывания пучка после

ускорения служили отклоняющие пластины длиной

50 см (расстояние

между пластинами

2см), на которые

подавалооь

напряжение

5 кв

(эф­

фективное

значение) о частотой 4 Мгц. После 4 м дрейфового

пути

рас­

полагались

щели

прерывателя. Их ширина составляла

примерно I

мм. -

Таким путем длительность импульса понижалась до è-'нсек. Пластины

располагались

так, чтобы отклонение

пучка происходило в плоскости,

 

 

 

 

і '■

 

 

 

что­

перпендикулярной плоскости отклонения в анализирующем магните,

бы не нарушать работу системы стабилизации энергии

ускорителя.

 

Система

группировки показана

в правой

части

рисунка.

Ед. ра­

бота синхронизировалась задающим генератором о работой отклоняющих пластин на выходе ускорителя. Предварительное прерывание пучка осу-