Ускорительный Центр ИТЭФ

Многоцелевой тяжелоионный ускорительно-накопительный комплекс ИТЭФ-ТВН

Инструменты пользователя

Инструменты сайта


ru:u10

Ускоритель-накопитель У-10

Кольцевой электромагнит

Фотография и сечение магнитного блока У-10Магнитное кольцо У-10 составлено из трех типов магнитных блоков обозначаемых буквами Ф, Д и Е. Основной особенностью всех типов блоков является совмещение функций поворота пучка и поперечной фокусировки. Такие блоки называются «с совмещенными функциями». Блоки типа Ф и Е являются фокусирующими в горизонтальной плоскости и дефокусирующими в вертикальной, блоки типа Д – наоборот. Фокусировка (дефокусировка) пучка в таком блоке достигается за счет линейного изменения магнитного поля в поперечном направлении. В фокусирующем блоке поле увеличивается наружу от кольца, и траектория частицы с положительным смещением от равновесной орбиты пройдет через большее поле и, соответственно, отклонится на больший угол, т.е. в направлении к идеальной орбите, при отрицательном смещении траектория окажется в меньшем поле и отклонится на меньший угол, т.е. опять в направлении к идеальной орбите. В Д-блоке поле уменьшается наружу от кольца, и траектория частицы с положительным смещением от равновесной орбиты пройдет через меньшее поле и отклонится на меньший угол, т.е. смещение увеличится. Линейное изменение поля в магнитном зазоре получается при гиперболической форме верхнего и нижнего полюсов магнита, установленных симметрично относительно медианной плоскости, с дополнительным, нейтральным полюсом, установленным вертикально на асимптотической поверхности гипербол. При такой конструкции магнита поле равно нулю на границе нейтрального полюса и линейно увеличивается в направлении уменьшения расстояния между гиперболическими полюсами.

Блоки Ф и Д являются стандартными и полностью идентичны по величине и градиенту магнитного поля и отличаются лишь направлением кривизны базовой поверхности, которая сделана параллельной равновесной орбите с учетом фокусирующих свойств блока. Е-блок не является стандартным и изготовлен из Д-блока, в котором сделана гиперболическая поверхность внутри блока за зубом основной гиперболы, там же установлен и нейтральный полюс специальной конструкции. В силу своих конструктивных особенностей фокусирующий Е-блок ориентируется относительно равновесной орбиты аналогично дефокусирующему Д-блоку.

Основные характеристики магнитного кольца У-10
Длина орбиты, м251.297
Число магнитов96
Геометрическая длина магнитного блока, мм1910
Эффективная длина магнитного блока, мм2036
Максимальное поле на орбите, Тл1.1
Тип структурыФОДО
Число периодов48
Число суперпериодов8
Бетатронная частота9.25
Максимум амплитудной функции, м14.5
Максимум дисперсионной функции, м1.8
Минимум дисперсионной функции, м-0.5
Критическая энергия, ГэВ7.2
Хроматичность гор./верт.-5/-20
Аксептанс гор./верт., π mm-mrad80/50

Структура магнитного кольца собрана из 96 чередующихся фокусирующих и дефокусирующих блоков, разделенных прямолинейными промежутками. В структуре восемь суперпериодов1). В каждом суперпериоде имеется по два длинных прямолинейных промежутка (по 2350 мм), в которых размещается дополнительное оборудование и вывод пучка. Остальные промежутки существенно короче: шесть промежутков по 228 мм, один 374 мм и два по 525 мм.

Ускоряющая система

В состав ускоряющей системы У-10 входят четыре ускоряющих станции, используемые в трех основных технологических режимах:

  • в режиме ускорения протонов или ионов используются все четыре ускоряющие станции при максимальном ускоряющем напряжении 40кВ, перестраиваемые в частотном диапазоне от 1МГц до 4.9МГц
  • в режиме накопления используется отда ускоряющая станция, работающая при минимальном ускоряющем напряжении порядка 1кВ на постоянной частоте порядка 700кГц, зависящей от энергии накапливаемых частиц
  • в режиме группировки накопленного пучка включаются все четыре ускоряющие станции с максимальной скоростью подъема ускоряющего напряжения до максимального значения в сумме порядка 40кВ.

Ускоряющее устройство, установленное в прямолинейном промежутке магнитной структуры У-10В качестве основы ускоряющей системы У-10 используется ускоряющая станция типа «Селенит» с ферритовым резонатором, в первоначальной конфигурации перестраиваемым по частоте в диапазоне от 1 до 4.9МГц при напряжении на ускоряющем зазоре до 10кВ. Основные технические характеристики ускоряющей станции «Селенит» приведены в таблице.

Использование ускоряющих станций типа «Селенит», установленных на кольце У-10, в штатном режиме с перестройкой по частоте в диапазоне 1.0÷4.9МГц позволяет ускорять протоны и ионы до максимальной энергии, ограниченной магнитной жесткостью кольца У-10. В режиме накопления пучка ядер с энергией 200÷700МэВ/н, инжектируемых в кольцо У-10 из синхротрона УК, потребовалось сместить частотный диапазон ускоряющих станций до 0.6÷0.8МГц. Процедура переключения ускоряющей станции из одного режима работы в другой осуществляется коммутацией цепей, обеспечивающих перестройку рабочего диапазона частот резонатора.

Основные технические характеристики ускоряющей станции «Селенит»
Начальная частота настройки резонатора1.0МГц
Максимальная частота настройки резонатора5.0МГц
Максимальная скорость перестройки150 МГц/сек
Конструктивная длина резонатора1600 мм
Поперечные габаритные размеры резонатора415 мм × 345 мм
Внутренний диаметр вакуумной камеры резонатора100 мм
Масса феррита в резонаторе490 кг
Марка ферритаМ300НН-5
Добротность резонатора на начальной частоте (в динамике)15
Максимальный ток подмагничивания300 А
Число витков обмотки подмагничивания14
1) полностью идентичная последовательность блоков и промежутков
ru/u10.txt · Последние изменения: 2014/09/26 18:50 — palex