Универсальность синхроциклотрона обусловлена хорошо развитой системой первичных и вторичных пучков.

Схема трактов транспортировки пучков синхроциклотрона ПИЯФ

Схема расположения каналов пучков синхроциклотрона ПИЯФ:

I - основной протонный пучок

II – второй параллельный пучок протонов

III – нейтронный пучок

1 – нейтронообразующая мишень

2 – внешняя мезонообразующая мишень

3 – разводящий магнит СП-40

π1 – π-мезонный канал высоких энергий

4-π2B, 5-π2A – направления вывода π-мезонных пучков низких энергий

6 -μA,  μB – направления вывода пучков μ-мезонов

Основной протонный пучок

Параметры протонных пучков синхроциклотрона ПИЯФ

 Второй выведенный протонный пучок

Кроме основного протонного пучка из камеры синхроциклотрона одновременно с основным выводится второй пучок «малой» интенсивности ~10¹⁰ с^-1 (~1% основного пучка). Пучок может быть использован параллельно основному пучку как для физических, так и для прикладных целей, в частности, для проведения протонной лучевой терапии.

 Протонный пучок с переменной энергией от 60 МэВ до 900 МэВ

Синхроциклотрон ПИЯФ позволяет получить пучок протонов с постоянной энергией 1000 МэВ. Однако для ряда физических и прикладных исследований требуются пучки других энергии. С этой целью на синхроциклотроне ПИЯФ создан пучок переменной энергии. Диаметр 10% неоднородности полученного пучка ~ 25мм, а Δр/р находится в диапазоне 1.3%÷14%, интенсивность пучка меняется в диапазоне 10⁷÷10¹² с^-1.

Вторичные пучки  π- и  μ - мезонов

Все пучки π и μ мезонов образуются на внешней мезонообразующей мишени. На ускорителе созданы три канала мезонов: π1 – канал, π2 – канал низких энергий и μ - канал.

Канал  π1  отбирает  π± -  мезоны с нулевым углом рождения и поэтому на этом канале получаются π± - мезоны с предельной для синхроциклотрона ПИЯФ энергией.

μ-мезонный канал синхроциклотрона обеспечивает получение пучков сепарированных μ - мезонов обоих знаков в диапазоне импульсов 29÷150 МэВ/c с интенсивностью на уровне 10⁴÷10⁵ част.×см^-2×с^-1.

Канал π2 является составной частью μ-мезонного канала. На этом канале имеется возможность получать пучки π-мезонов низкой энергии обоих знаков.

Параметры пучков вторичных частиц

 Нейтронный пучок

Нейтронный пучок генерируется в камере ускорителя в результате однооборотного сброса протонного пучка на внутреннюю нейтронообразующую свинцовую мишень.

В направлении времяпролетного спектрометра ГНЕЙС (угол ~27º) сформирован нейтронный пучок со спектром, подобным атмосферному спектру нейтронов.

Спектр нейтронного пучка ПИЯФ в сравнении с атмосферным спектром (standard)  и спектром LANL