Аналізуючий магніт для технологічного прискорювача електронів ЛУ-10М
Анотація
Основною проблемою при використанні магнітів з рідкісноземельних матеріалів в прискорювальних технологіях є зміна магнітних властивостей матеріалу під дією випромінювання. Особливо актуальна ця задача для потужних технологічних прискорювачів електронів з енергією до 10 МеВ. Для вибору найбільш стійкого матеріалу були проведені дослідження радіаційної стійкості зразків магнітів з Sm2Co17 і Nd-Fe-B сплаву. Постійні магніти типу Sm2Co17 і Nd-Fe-B були виготовлені методом порошкової металургії з використанням PLP процесу при виробництві останніх. Магнітні зразки піддавалися прямому впливові електронного пучка з енергією 10 МеВ і впливові гальмівного випромінювання цього пучка. Поглинена доза від електронів для зразків складала 16 Град (загальний потік електронів, що потрапив на 1 см2 зразка, дорівнює 1,4х1017) і 160 Град. Активність зразків після опромінення змінювалась у межах допустимих меж. Цей факт значно спрощує використання рідкісноземельних магнітних матеріалів у готових виробах прискорювачів. Активність зразків після опромінення змінилася в межах припустимих норм. Цей факт істотно спрощує використання магнітних матеріалів у готових виробах. У процесі опромінення магніти охолоджувалися водою з температурою 38°С для запобіганню перегріву. Для оцінки зміни магнітного поля, що утворюється навколо зразка, використано інтеграл інтерпольованої нормалі до поверхні зразка складової магнітного поля S по області інтерполюваннях даних в умовних одиницях. Для зразків з Nd-Fe-B сплаву магнітний потік навколо зразка зменшився і становив 0,92 і 0,717 початкового значення для зазначених доз опромінення. Магнітне поле навколо зразків з Sm2Co17 сплаву не змінилося в межах точності вимірів для тих же доз опромінення. На основі зразків з Sm2Co17 сплаву розмірами 30х24х12 мм було проведене моделювання і конструювання магніту для аналізу пучка електронів технологічного прискорювача на енергію до 10 МеВ. Найбільша величина поля в медіанній площині магніту становила 0,3110 Тл. Відстань між полюсами магніту дорівнює 25,25 мм. Ефективна довжина магніту – 33,53 мм. Виміряні параметри поля магніту задовольняють закладеним при розробці величинам. Магніт може бути використано для налагодження прискорювача в діапазоні енергій до 10 МеВ.
Завантаження
Посилання
Shvedunov V. I., et al., A 70 MeV Race-Track Microtron // Nucl. Instr. Meth. – 2005. – Vol. 550. – No. 1-2. – P. 39-53.
David J. McLaughlin, Kenneth R. Hogstrom, Robert L. Carver, John P. Gibbons, Polad M. Shikhaliev, Kenneth L. Matthews II, Taylor Clarke, Alexander Henderson, and Edison P. Liang. Permanent-magnet energy spectrometer for electron beams from radio-therapy accelerators // Medical Physics. – 2015. – Vol. 42. – No. 9. – P. 5517- 5529.
Bødker F Permanent magnets in accelerators can save energy, space and cost // Proc. of IPAC2013. - Shanghai, China, - 2013. – P. 3511-3513.
Alex Bainbridge, Ben Shepherd, Norbert Collomb, Jim Clarke. Michele Modena The ZEPTO project: Tuneable permanent magnets for the next generation of high energy accelerators // Proc. 25th International Conference on Magnet Technology. - Amsterdam, 30th August 2017. TalkID#448, session Wed-Mo-Or19.
Bovda А.М., Guk I.S., Dovbnya A.N., Kononenko S.G., Lyashchenko V.N., Mytsykov A.O. Dipole magnet with a constant field for the accelerator “EPOS” // Problems of Atomic Science and Technology. Series “Nuclear Physics Investigations” – 2015. – Vol. 100. – No. 6. – P. 13-17.
Beloglasov V.I., Zykov A.I., Zlunitsyn E.S., Kramskoi G.D., Fursov G.L. An electron linac producing beam power up to 15 kW // Proceedings of the 1996 EPAC. – 1996. – Vol. 1. – P. 798-800.
Ayzatsky N.I., Dovbnya A.N. et al. Accelerating system of the technological electron accelerator // Problems of atomic science and technology. Series “Nuclear Physics Investigations”. – 2012. – Vol. 80 – No 4. – P. 45-49.
Dovbnya A., Guk I., Kononenko S., Tarasenko A. Beam transport system selection on the accelerator LU-10 // Problems of atomic science and technology. Series “Nuclear Physics Investigations”. – 2013. – Vol. 88 – No. 6. – P. 57-61.
Guk I.S., Kononenko S.G., Lyashchenko V.N., Mytsykov A.O., Choice of parameters of the analyzing magnet for technological electron accelerator LU-10M // Problems of atomic science and technology. Series “Nuclear Physics Investigations”. – 2017. – Vol. 112. – No. 6. – P. 24-27.
Okuda S., Ohashi K., Kobayashi N. Effects of electron beam and y-ray irradiation on the magnetic flux of Nd-Fe-B and Sm-Co permanent magnets // Nucl. Instr. Meth. – 1994. - Vol. B94. - P. 227-230.
Luna H.B. et al. Bremsstrahlung radiation effects in rare earth permanent magnets // Nucl. Instr. Meth. – 1989. – Vol. 285. – No. 1. – P. 349-354.
Alderman J. et al. Measurement of radiation-induced demagnetization of NdFeB permanent magnets // Nucl. Instr. Meth. – 2002. – Vol. 481(1-3). – P. 1-3.
Dovbnya A. N. et al. Study on radiation resistance of permanent Nd-Fe-B-base magnets under continuous radiation conditions // Problems of Atomic Science and Technology. Series “Nuclear Physics Investigations”. – 1999. – Vol. 34. – No. 3. – P. 48-49.
Bizen T. et al. Demagnetization of undulator magnets irradiated high energy electrons // Nucl. Instr. Meth. – 2001. – Vol. 467. – P. 185-189.
Bizen T. et al. High-energy electron irradiation of NdFeB permanent magnets: Dependence of radiation damage on the electron energy // Nucl. Instr. Meth. – 2007. – Vol. 574. – No. 3. – P. 401-406.
Qiu R. et al. Radiation damage of Nd2Fe14B permanent magnets at 2.5 GeV electron accelerator // Nucl. Instr. Meth. – 2008. – Vol. 594. – No. 2. – P. 111-118.
Gao R.S., et al. Study of γ -ray irradiation effect on permanent magnets // J. Appl. Phys. – 2008. – Vol. 103. – P. 103-105.
Ikeda T., Okuda S. Magnetic flux loss of the permanent magnets used for the wigglers of FELs by the irradiation with high-energy electrons or X-rays // Nucl. Instr. Meth. – 1998. – Vol. 407. – No. 1-3. – P. 439-442.
Simos N. et al. An experimental study of radiation-induced demagnetization of insertion device permanent magnets // Proc. EPAC 2008, Genoa, Italy. – 2008. – P. 2112-2114.
Vagin P., Bilani O., Schöps A., Tripathi S., Vielitz T., Tischer M. Radiation damage of undulators at PETRA III // Proc. IPAC2014, Dresden, Germany. – 2014. – P. 2019-2021.
Rui Qiu, Hee-Seock Lee, Junli Li, Tae-Yeong Koo, T. Bizen & Qiyong Fan. Demagnetization of Nd-Fe-B permanent magnet at 2.5 GeV electron accelerator // Journal of Nuclear Science and Technology. – 2008. – Vol. 45. – P. 46-49.
Bizen T., Asano Y., Maréchal X.–M. SPring-8. Irradiation Experiments and Magnet Protection Plans at SPring-8 // IEEE Editorial Style Manual, IEEE Periodicals, Piscataway, NJ, USA. – Oct. 2014. – P. 34-52.
Bizen T. Brief review of the approaches to elucidate the mechanism of the radiation-induced demagnetization // Proc. ERL2011, Tsukuba, Japan. – 2011. – P. 121-126.
Bovda V.A. et al. Magnetic field losses in Nd-Fe-B magnets under 10 MeV electron irradiation // Problems of Atomic Science and Technology. Series “Nuclear Physics Investigations”. – 2017. – Vol. 109. – No. 3. – P. 90-94.
Bovda А.М. et al. Magnetic properties of Sm2Co17 magnets under 10 MeV electron beam // Problems of Atomic Science and Technology. Series “Nuclear Physics Investigations”. – 2017. – Vol. 112. – No. 6. – P. 162-166.
Bovda V.A., Bovda А.М., Guk I.S., Dovbnya A.N., Kononenko S.G., Lyashchenko V.N., Mytsykov A.O., Onischenko L.V. Dipole Magnet With A Permanent Magnetic Field For Technological Electron Accelerator // Proceedings of the REPM 2016, Darmstadt, Germany. – 28 August – 1 September 2016. – P. 481-487.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
