Los imanes impulsores son imanes dipolos que se utilizan para cambiar rápidamente un haz de partículas entre dos trayectorias. Conceptualmente similar a la función de un interruptor de ferrocarril , un imán pateador debe encenderse muy rápidamente y luego mantener un campo magnético estable durante un tiempo mínimo. El tiempo de desconexión también es importante, pero menos crítico.
Un imán pateador de inyección fusiona dos haces que llegan desde diferentes direcciones. Más comúnmente, hay un haz circulando en un sincrotrón , en forma de un tren de partículas que solo llena parcialmente el arco. Tan pronto como el tren de partículas circulantes ha pasado el pateador, se enciende para que se pueda añadir un lote adicional de partículas al tren. Luego, el imán debe apagarse a tiempo para que no afecte a la cabeza del tren cuando vuelva a girar por el sincrotrón.
Un imán pateador de expulsión hace lo contrario, desviando un haz circulante para que salga del sincrotrón. Casi siempre, se utiliza un pateador de expulsión para expulsar todo el tren de partículas, vaciando el sincrotrón. Esto significa que tiene todo el espacio de cola a cabeza en el sincrotrón para funcionar, y el tiempo de apagado es esencialmente irrelevante. Sin embargo, debe mantener un campo estable durante más tiempo (una rotación completa del sincrotrón) y debe generar un campo magnético más fuerte, ya que se utiliza para expulsar un rayo de mayor energía que se ha acelerado en el sincrotrón.
Los imanes son alimentados por una fuente de alto voltaje (generalmente en el rango de decenas de miles de voltios ) llamada modulador de potencia que usa una red de formación de pulsos para producir un pulso corto de corriente (generalmente en el rango de unos pocos nanosegundos a un microsegundo y miles de amperios de amplitud). La corriente produce un campo magnético en el imán, que a su vez imparte una fuerza de Lorentz sobre las partículas a medida que atraviesan la longitud del imán, lo que hace que el rayo se desvíe hacia la trayectoria adecuada.
Debido a que un imán pateador aplica un impulso lateral particular al rayo, para lograr un ángulo de deflexión fijo, la fuerza de la patada debe coincidir con precisión con el impulso de las partículas. Esto es parte del trabajo del modulador de potencia.
Referencias
- Barnes, MJ; Ducimetière, L .; Fowler, T .; Senaj, V .; Sermeus, L. (8 de marzo de 2011). "Imanes de inyección y extracción: imanes kicker". arXiv : 1103.1583 [ física.acc-ph ].
- Barnes, MJ; Borburgh, J .; Goddard, B .; Hourican, M. (marzo de 2011). "Imanes de inyección y extracción: septos". arXiv : 1103.1062 [ physics.acc-ph ].