CYKLOTRON REZONATOR STRIPPER JONOWÓD MAGNES GŁÓWNY

Prezentacja na temat: "CYKLOTRON REZONATOR STRIPPER JONOWÓD MAGNES GŁÓWNY"— Zapis prezentacji:

1

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

3 WYKŁADZINY DUANTÓW DOLINY SEKTORY
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 70kV) o wysokiej częstości (od 12 MHz do 19 MHz). Wykładziny są uziemione. W szczelinie pomiędzy brzegiem duantu a brzegiem wykładziny następuje przyspieszanie jonów.

4 CYKLOTRON v r FL Fo B

5 Zasada działania RF Duanty N S B Źródło jonów

6 CYKLOTRON IZOCHRONICZNY

7 Średnie pole izochroniczne

8 Wzrost pola w funkcji promienia

9 N S

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

11 Harmoniczne Harmoniczna parzysta (h=2) A B

12 Harmoniczna nieparzysta (h=3)

13 Przekrój pionowy: źródło jonów, linia iniekcyjna i cyklotron

14

15 Zasada działania źródła ECR (Electron Cyclotron Resonance )

16 Źródło jonów typu ECR w ŚLCJ UW
Elektromagnesy Magnesy stałe Komora wyładowań Linia transmisyjna Transformator Falowód Diafragma Układ soczewek elektrostatycznych

17 DIPOL stygmatyczny POZIOM

18 “OGNISKOWANIE” W CZASIE - BUNCHER

19 Funkcja Bunchera Wiązka jonów ze źródła

20 Inflektor z polem magnetycznym

21 Straty prędkości i energii

22 Zakrzywienie wiązki jonów w centrum cyklotronu

23 Wyprowadzenie wiązki - Stripping
STRIPPER Q1 Q2>Q1

24 Stopień jonizacji po stripperze przy niskiej energii

25 Stopień jonizacji po stripperze przy wyższej energii

26 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.

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

28 Wiązka z z x dx/dz b a

29 Dopasowanie l 2a z φ a

30 Siła Lorentza w kwadrupolu
x y S N Fx Fy

31 Własności optyczne kwadrupola
Dryft (wolny odcinek)

32 Zx Zy Fx Fy Hy Hx

33 Wiązka w dublecie kwadrupolowym
F z s2 XOZ

34 F D s2 L s s1 z

35 Dublet kwadrupolowy

36 Dublet kwadrupolowy

37 Steering N1=No.COS(φ) N2=No.sin(φ) + B - + -

38 Korekcja biegu wiązki dwoma steeringami

39 Diagnostyka wiązki Kubek Faradaya
V -300 V Wiązka I

40 Diagnostyka wiązki Luminofor-”łapa”
TV Wiązka I Scyntylator

41

42 RF

43 Koniec

44 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.:

45 Współczynnik emisji wtórnej
Miedź Volt Srebro Platyna Węgiel Aluminium

46 Sonda cylindryczna t V(t) Jonowód

47 Emitancja, Akceptancja Dopasowanie
OPTYKA JONOWA Emitancja, Akceptancja Dopasowanie

48 PION

49