مغناطيس الركل

المغناطيسات الدافعة هي مغناطيسات ثنائية القطب تُستخدم لتبديل مسار حزمة الجسيمات بسرعة بين مسارين. وهي تشبه في وظيفتها مفتاح تحويل السكة الحديدية ، إذ يجب أن تعمل المغناطيسات الدافعة بسرعة فائقة، ثم تحافظ على مجال مغناطيسي مستقر لفترة زمنية محددة. كما أن زمن الإيقاف مهم أيضًا، ولكنه أقل أهمية.

يدمج مغناطيس التحفيز بالحقن شعاعين قادمين من اتجاهين مختلفين. في أغلب الأحيان، يدور شعاع في السنكروترون على شكل سلسلة من الجسيمات تملأ القوس جزئيًا فقط. بمجرد مرور سلسلة الجسيمات الدوارة عبر التحفيز، يتم تشغيله لإضافة دفعة أخرى من الجسيمات إلى السلسلة. يجب بعد ذلك إيقاف تشغيل المغناطيس في الوقت المناسب حتى لا يؤثر على مقدمة السلسلة عند دورانها التالي في السنكروترون.

يقوم مغناطيس طرد الجسيمات بعكس ذلك، حيث يحوّل مسار الحزمة الدائرية لتخرج من السنكروترون. في أغلب الأحيان، يُستخدم مغناطيس طرد الجسيمات لطرد سلسلة الجسيمات بأكملها، مما يُفرغ السنكروترون. هذا يعني أنه يعمل بكفاءة في كامل المسافة بين بداية ونهاية السنكروترون، وبالتالي فإن وقت إيقاف التشغيل غير ذي أهمية. مع ذلك، يجب أن يحافظ على مجال مغناطيسي مستقر لفترة أطول (دورة كاملة للسنكروترون)، وأن يُولّد مجالًا مغناطيسيًا أقوى، لأنه يُستخدم لطرد حزمة ذات طاقة أعلى تم تسريعها في السنكروترون.

تُغذّى المغناطيسات بمصدر جهد عالٍ (عادةً ما يكون في حدود عشرات الآلاف من الفولتات ) يُسمى مُعدِّل الطاقة، والذي يستخدم شبكة لتوليد النبضات لإنتاج نبضة تيار قصيرة (عادةً ما تكون في حدود بضع نانوثوانٍ إلى ميكروثانية وبسعة آلاف الأمبيرات ). يُولِّد هذا التيار مجالًا مغناطيسيًا في المغناطيس، والذي بدوره يُؤثر بقوة لورنتز على الجسيمات أثناء مرورها عبر المغناطيس، مما يتسبب في انحراف الشعاع إلى مساره الصحيح.

لأن المغناطيس الدافع يُطبّق نبضة جانبية محددة على الشعاع، فإنه لتحقيق زاوية انحراف ثابتة، يجب أن تتطابق قوة الدفعة بدقة مع زخم الجسيمات. وهذا جزء من وظيفة مُعدِّل الطاقة.

• بارنز، إم جيه؛ دوسيميتير، إل؛ فاولر، تي؛ سيناج، في؛ سيرميوس، إل (8 مارس 2011). "مغناطيسات الحقن والاستخراج: مغناطيسات الدفع". arXiv : 1103.1583 [ physics.acc-ph ].
• بارنز، إم جيه؛ بوربورغ، جيه؛ غودارد، بي؛ هوريكان، إم (مارس 2011). "مغناطيسات الحقن والاستخراج: الحواجز". arXiv : 1103.1062 [ physics.acc-ph ].