CYKLOTRON Stripper jestdo to przyspieszania cienka folia wglowa

CYKLOTRON Stripper jestdo to przyspieszania cienka folia węglowa. Cyklotron służy jonów do przeładowania (w Służy tym wypadku od B do Ar). jonów (obdarcia ich z elektronów). Pole przez magnes Urządzenie to waży 240 ton. wytwarzane Zmiana ładunku jonów powoduje zmianę toru ich główny ruchu, służy do zakrzywiania toru ruchu cząstek. umożliwiając wyprowadzenie wiązki z cyklotronu. Średnie pole magnetyczne wynosi 2 T. REZONATOR JONOWÓD STRIPPER Jonowodem prowadzona jest wiązka z cyklotronu do układu eksperymentalnego. Przy cyklotronie pracują 2 rezonatory. Do ogniskowania wiązki używa się pola magnetycznego Przetwarzają one napięcia wysokiej częstości MAGNES GŁÓWNY wytwarzanego przezz różnego rodzaju elektromagnesy około 2 k. V maksymalnie do 70 k. V. (m. in. dipole, kwadrupole).

WYKŁADZINY DUANTÓW W cyklotronie są 4 sektory i 4 doliny (2 widoczne i 2 pod wykładzinami duantów). W sektorach pole magnetyczne jest wyższe niż w dolinach. Na granicy niskiego i wysokiego pola magnetycznego tworzy się tzw. soczewka magnetyczna ogniskująca przyspieszaną wiązkę. DOLINY SEKTORY Wewnątrz wykładzin umieszczone są duanty, na które podawane jest napięcie (do 70 k. V) o wysokiej częstości (od 12 MHz do 19 MHz). Wykładziny są uziemione. W szczelinie pomiędzy brzegiem duantu a brzegiem wykładziny następuje przyspieszanie jonów.

CYKLOTRON B FL r v Fo

Zasada działania RF Źródło jonów B S N Duanty

CYKLOTRON IZOCHRONICZNY

Średnie pole izochroniczne

Wzrost pola w funkcji promienia

S N

Siła Thomasa z, Bz S vr r Bθ FT FT vr θ Bθ N

Harmoniczne Harmoniczna parzysta (h=2) A B

Harmoniczna nieparzysta (h=3)

Przekrój pionowy: źródło jonów, linia iniekcyjna i cyklotron

Zasada działania źródła ECR (Electron Cyclotron Resonance )

Źródło jonów typu ECR w ŚLCJ UW 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Elektromagnesy Magnesy stałe Komora wyładowań Linia transmisyjna Transformator Falowód Diafragma Układ soczewek elektrostatycznych

DIPOL stygmatyczny POZIOM

“OGNISKOWANIE” W CZASIE - BUNCHER

Wiązka jonów ze źródła Funkcja Bunchera

Inflektor z polem magnetycznym

Straty prędkości i energii

Zakrzywienie wiązki jonów w centrum cyklotronu

Wyprowadzenie wiązki - Stripping Q 1 Q 2>Q 1 STRIPPER

Stopień jonizacji po stripperze przy niskiej energii

Stopień jonizacji po stripperze przy wyższej energii

Emitancja, Akceptancja Twierdzenie Liouville’a "In the vicinity of a particle, the particle density in phase space is constant if the particles move in an external magnetic field or in a general field in which the forces do not depend upon velocity. " W pobliżu wybranej cząstki, gęstość cząstek w przestrzeni fazowej jest stała, jeśli te cząstki poruszają się w zewnętrznym polu magnetycznym lub w innym polu, w którym siły nie zależą od prędkości.

Przykłady emitancji Wiązka ròwnoległa E=0 dx/dz z x Wiązka rozbieżna (homocentryczna) E=0 z dx/dz x

Wiązka z dx/dz b z x a

Dopasowanie 2 a l φ a z

Siła Lorentza w kwadrupolu N y Fx S Fy x S N

Własności optyczne kwadrupola Dryft (wolny odcinek)

Zx Zy Fy Hy Hx Fx

Wiązka w dublecie kwadrupolowym XOZ D F s 2 z

s 1 s L D F L F s 2 D z

Dublet kwadrupolowy

Dublet kwadrupolowy

Steering N 1=No. COS(φ) N 2=No. sin(φ) + - B - +

Korekcja biegu wiązki dwoma steeringami S 1 S 2

Diagnostyka wiązki Kubek Faradaya Wiązka V I -300 V

Diagnostyka wiązki Luminofor-”łapa” Scyntylator Wiązka I TV

RF

Koniec

• Z powodu rozrzutu prędkości i wspòłrzędnych cząstek, punkty w 6 -cio wymiarowej przestrzeni fazowej zajmują skończoną objętość. Ta objętość jest inwariantem w przestrzeni kanonicznie sprzężonych zmiennych. • Dla nas ważny przypadek: zmienne rozdzielają się w ròwnaniach ruchu I wtedy każda z podprzestrzeni jest inwariantem, Emitancja=const, np. :

Współczynnik emisji wtórnej • • • Miedź Srebro Platyna Węgiel Aluminium 1. 3 1. 5 1. 8 0. 45 2. 35 600 Volt 800 500

Sonda cylindryczna t Jonowód V(t)

OPTYKA JONOWA Emitancja, Akceptancja Dopasowanie

PION