Система диагностики параметров пучка на поглотителе

Система диагностики параметров пучка на поглотителе

СОДЕРЖАНИЕ

Введение                                                                                3 стр.

Описание Системы диагностики параметров пучка на поглотителе                4 стр. Применение                                                                        6 стр.

Литература                                                                                7 стр.

ВВЕДЕНИЕ

На ускорителе У-70 в 86ПП была разработана и введена в эксплуатацию система локализации пучка (ФЭП), состоящая из бамп-магнитов, поглотителя пучка и системы диагностики. В последнее время ФЭП используется как стенд для измерения характеристик изогнутых кристаллов, применяемых при выводе пучка на физические установки. Для этого стенда были разработаны и установлены в 84ПП две станции кристаллических дефлекторов /1/.

В связи с большим объемом работ с различными кристаллами на ФЭПе и для проведение новых экспериментов, возникла необходимость в создании новой автоматизированной системы диагностики пучка, отличительными чертами которой является: обеспечение большей точности при высоком быстродействии, а так же значительно увеличившийся объем обрабатываемой информации.

  Исходя из этого и была разработана новая измерительная система, основу которой образует система диагностики параметров пучка на поглотителе, способная обеспечить необходимые измерения в условиях весьма высоких радиационных и электромагнитных полей.

В состав измерительной системы входят и те компоненты, которые обеспечивают регистрацию других, непучковых параметров (параметров технологических систем).

1. Описание Системы диагностики параметров пучка на поглотителе

Рис.1 Упрощенная блок - схема измерительной системы, обслуживающей исследования изогнутых кристаллов на поглотителе

Система диагностики параметров пучка на поглотителе состоит:

- из пяти радиационных мониторов на основе ионизационных камер расположенных вблизи поглотителя. Они дают распределение потерь при взаимодействии пучка с кристаллом.

- из двух 2-х плоскостных профилометров (24 канальный горизонтальный и 32 канальный вертикальный) предназначенных для измерения профиля при попадании отклоненного кристаллом пучка на поглотитель ФЭП. Электродная система профилометров выполнена в виде капилляров из нержавеющей стали с шагом 1,25мм. Обе электродные сборки разделены медной фольгой, служащей коллектором, находящейся  под потенциалом 250Вольт. Такое выполнение электродных сборок обеспечивает высокую радиационную стойкость и высокую механическую прочность из-за нагрева при взаимодействии с пучком.

Обработка сигналов с камер и профилометров основана на двухуровневой электронике. Нижний уровень осуществляет интегрирование сигналов с каждого электрода с помощью зарядочувствительных интеграторов. Выходы этих интеграторов мулитипликсируются при помощи специального блока. Блок управляется 5 битным двоичным кодом, получаемым с верхнего уровня. Сигналы с выходов мультиплексоров поступают по двум индивидуальным кабелям на Главный пульт ускорителя, где располагается основная обрабатывающая электроника верхнего уровня.

Верхний уровень электроники основан на использовании индустриального компьютера с DAQ платой NI PCI 6220, фирмы National Instruments. Программное обеспечение для сбора и обработки информации было разработано программистом лаборатории диагностики пучка ОУ У-70 и основано на применении платформы LabVIEW.

2. Применение

Разработанная аппаратура была использована при проведении сеансов 2009 и 2010г. С помощью этой аппаратуры были получены различные физические результаты с кристаллическими дефлекторами, которые были опубликованы в работах /2,3/.

В качестве примера отображения информации с датчиков на рис.2 показано распределение плотности протонного пучка, заброшенного на поглотитель. Здесь же приводится распределение потерь пучка вблизи поглотителя по радиационным мониторам. Следует отметить, что разработанная система позволяет измерять профиль циркулирующего пучка при его забросе с помощью кикер-магнитов, что иллюстрирует рис.3.

Рис. 2 Пучок заброшенный на поглотитель

Рис.3 Пучок заброшенный с помощью кикер-магнитов Литература

1. , и др., Вывод пучка протонов из ускорителя ИФВЭ с помощью коротких кристаллов кремния,

ЭЧАЯ, 2005. т.36. вып.1, стр. 43-99;

2. , , и др., Исследования вывода и коллимации пучка в кольцевом ускорителе с помощью новой кристаллической техники,

Письма в ЖЭТФ, том 92, вып. 4, с. 223-237.

3. A. G. Afonin, S. Bellucci et al., Study of Beam Extraction and Collimation in the U70 Synchrotron with Various Crystal Devices,

Препринт, IHEP 2010-12, ОУ У-70 ОП