J. Phys. Radium 16, 917-925 (1955)
DOI: 10.1051/jphysrad:019550016012091700

La diffusion des protons par le gaz résiduel dans un synchrotron. - I. Diffusion élastique

Joseph Seiden

Laboratoire d'Électronique et de Radioélectricité, avenue du Général-Leclerc, Fontenay-aux-Roses

Résumé
Les protons accélérés dans un synchrotron subissent tout au long de leur parcours dans la chambre à vide de nombreuses collisions contre des molécules de gaz résiduel. Une telle diffusion peut entraîner des pertes très importantes de protons. La diffusion élastique multiple engendre des oscillations dont l'amplitude est évaluée sur la base de la loi de Molière. Cette amplitude est proportionnelle à la racine carrée de la pression du gaz dans la chambre à vide et inversement proportionnelle aux racines carrées de l'énergie d'injection et du gain d'énergie par révolution. La théorie est appliquée à divers synchrotrons en construction. Appliquée au projet de synchrotron à forte convergence du M. I. T., elle montre que les amplitudes engendrées par diffusion multiple sont en moyenne supérieures à la demi-ouverture verticale de la chambre à vide. Les pertes de protons par diffusion élastique simple sont calculées; elles sont proportionnelles à la pression du gaz et inversement proportionnelles à l'énergie d'injection et au gain d'énergie par révolution; 6 pour I00 de protons sont perdus par diffusion simple dans le cosmotron de Brookhaven en fonctionnement; I4 pour I00 de protons seraient perdus par diffusion simple dans le synchrotron en projet du M. I. T.

PACS
3410 - General theories and models of atomic and molecular collisions and interactions (including statistical theories, transition state, stochastic and trajectory models, etc.).

Key words
ion beams -- cyclic accelerators -- proton scattering