Ускоряющая система в виде н-резонатора

 

Изобретение может быть использовано при производстве ускоряющих систем электрофизических установок. Цель изобретения - расширение диапазона перестройки резонансной частоты при сохранении распределения электрического поля медду пролетными втулА ками, В цилиндрическок корпусе (К) 1 на держателях 3 расположены соосные К 1 пролектные втулки, Подстроечный элемент выполнен в виде стержня (С) 4, концы которого электрически соединены с К 1, установлен параллельно держателям 3. Часть К 1 стягиваемая С 4, и С 4 образуют контур. При определенном выборе длины С 4 диапазон изменения резонансной частоты , определяемый запасенной в контуре магнитной энергией, имеет максимально возможное значение, В описании приведено соотношение для определения величины центрального угла, соответствующего дуге К t, стягиваемой С 4. Поскольку контур, образованный проводяпщм С 4, взаимодействует с периферийной частью магнитного потока резонатора, то практически нет влияния на то1си в держателях 3, а значит, сохраняется начальное распределение электрического поля. 2 ил. § (Л . . со 41

СООЗ COBETCWX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (!!) А1 (51)5 Н 05 Н 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

H Д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (46) 23. 09. 90. Бюл. Р 35 (21) 4241568(24-2! (22) 16.03.87 (71) Московский инженерно-физический.

% институт (72) Б.В.Зверев,, А.Н.Пронин и А, А.Ревков (53) 621.384.6 (088.8) (56) Линейные ускорители ионов./Под ред, Б.П.Мурина, т.2, М., Атомиздат, !

978, с. 50-57.

Т.Weel, N.klein, A,Shemff, А,Highly Efficiont lntегоligital

Н-type Resonator for Molecular ТрНв

ЕЕЕЕ Trans on NS чо1 К$-30, Р 4, 1983, р. 35-48. (54) УСКОРЯЮЩАЯ СИСТЕМА В ВИДЕ Н-РЕЗОНАТОРА (57) Изобретение может быть использовано при производстве ускорякщих систем электрофизических установок.

Цель изобретения - расширение диапазона перестройки резонансной частоты при сохранении распределения электрического поля между пролетными втулА-А ками. В цилиндрическом корпусе (К) 1 на держателях 3 расположены соосные

О

К 1 пролектные втулки. Подстроечный элемент выполнен в виде стержня (С)

4, концы которого электрически соединены с К 1, установлен параллельно держателям 3. Часть К 1, стягиваемая С 4, и С 4 образуют контур.

При определенном выборе длины С 4 диапазон изменения резонансной частоты, определяемый запасенной в контуре магнитной энергией, имеет максимально возможное значение, В описании приведено соотношение для определения величины центрального угла, соответствующего дуге К t, стягиваемой С 4. Поскольку контур, образованный проводящим С 4, взаимодействует с периферийной.частью магнитного потока резонатора, то практически нет влияния на токи в держате" лях 3, а значит, сохраняется начальное распределение электрического поля. 2 ил, 4:ь

1443774

Изобретение относится к области ускорительной техники, а именно к линейным ускорителям ионов на малые энергии. Оно может быть использовано при опытном и серийном проиэ5 водстве ускоряющих систем электро4ызических установок.

Целью изобретения является расширение диапазона перестройки резонанс-10 ной частоты при сохранении распределения электрического поля между пролетными втулками.

На фиг ° 1 изображена предложенная ускоряющая система, продольный разрез; на фиг.2 . представлен разрез

А-А на фнг.1, Ускоряющая система состоит иэ цилиндрического корпуса 1, пролет, ных втулок 2, расположенных соосно 20 корпусу, держателей 3 пролетных втулок и проводящего стержня 4, концы которого электрически присоединены к корпусу. Длина проводящего стержня выбира- 25 ется из условия, чтобы величина центрального угла у (рад) соответствующей дуги корггуса, стягиваемой концами стержня, удовлетворяла соотношению 30

Q R f. ii f .(1p- sin1pQg 3 ц sin 1p/2+ p/2 В

8(sin — + -) 1п(— —" — --- - j

2 2 Ti а где f — начальная резонанснал частота (Гц);

Е, - заданная резонансная частота (Гц),  — радиус корпуса (м.); а - радиус стержня (и); 40 параметр напряженности магнитного. полл на поверхности корпуса в середине ду" ги (и/ GM) у, - магнитная постоянная (г/и)

Стержень с нчастью оболочки, огра" ннченной углом g, образуют замкнутый контур, пересекаемый магнитным потоком резонатора. Запасенная в коптуре магнитная энергия d И изменяет энергетический баланс резонатора, что приводит к изменению его резонансной частоты на величину f,- Е

" Е1 26 - -(f1РОБ1)в где L — и ду - 55

ЬИ 11 2 тивность образованного контура )PAL $, Б = его площадь (м ); — среднее значение параметра напряженности магнитного поля, пересекающего контур. При укаэанном расположении проводящего стержня относительно других элементов резонатора величина

R ° 4 4 R в1пэ+Ц

Ь"- р, -„(sin — + -)1п(- 1, 2

У имеет минимально-возможное значение, а f - максимально-возможное. Диапазон перестройки f - f при этом имеет также максимально-возможное

Ю значение, и его относительная величик2 на с учетом соотношения S -- (q- sin g)

f i - fo достигает — — — — = 0 1 при

0,3 м/Ом, R 0,19 м, а 0,005 м, 2,8 рад, f, 150 МГц. В качестве (при расчете величины перестройки резонансной частоты следует, как показали экспериментальные исследования Н-резонаторов, испольэовать значение параметра напряженности магнитного поля на поверхности корпуса в середине цуги, стягиваемой стержнем. Сохранение начального распределения электрического поля достигается эа счет того, что контур, образованный проводящим стержнем, взаимодействует с периферийной частью магнитного потока резонатора, практически не влияющего HB токи в держателях.

Ускоряющая система работает следующим образом.

Ускоряющая система изготавливаетсл прн положении проводящего стержня 1 ?,0-2,1 рад. После изготовления измеряетсл начальная резонансная частота f которая может отличать" ся от заданной частоты Е вследствие технологических допусков на размеры иэделия. С помощью расчетов по приведенной формуле определяется новое положение стержня, обеспечивающего необходимую перестройку резонансной частоты, Имеющийсл стержень заменяется на стержень с длиной 1 R Q где q, — расчетное значение угла корпуса между концами стержня. ПараН5 метр = — — - является фундаменталь(Щ ным параметром ускоряющей системы и определяется на стадии ее проектирования расчетным. путем или экспери мент an ьно э

Формула изобретения

Ускоряющая система s виде Н-pesoнатора, выполненная в виде цилинд-. рнческого корпуса с установленными вну ри него с помощью держателей пролетными втулками, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что,. с целью расширения диапазона перестройки резонансной частоты при сохрадении распределения электрическОго поля между пролетными втулками, внутри корпуса параллельно держателям установлен проводящий стержень, концы которого электрически соединены скорпусом, причем величина центрального угла ц (ра }, соответствукнцего дуге корпуса, стягиваемой стержнем, определена иэ соотношения

8(sin g/2 + /2)1п( r/2 + (,/2 R

Г где

R а

Уиг. f

14437

При испыта п и предлагаемой систе мы, имеющей f, * 149 МГц, 0,3 и/Ом, R .0,19 м, были получены следующие значения перестройки частоты: af fp- f „: л f

10МГц при Ч 2,6 рад, df 5,3ИГц при

И2,2 рад, 5 Е2,9 МГц при Ч 1,95 рад.

Соответствукщие расчетные значения по алгоритму формулы изобретения составля- 0 ют 10,5 МГц, 5,5 МГц, 3,3 МГц. Распределение амплитуд электрического поля между пролетными втулками при этом изменялось, как показапи измерения, не более чем на el57.. 15

Таким образом, предложенная ускорякю ая система позволяет по сравнению с прототипом расширить диапазон перестройки резонансной частоты при сохранении распределения электрического поля между пролетными втулками. начальная резонансная частота (Гц); заданная резонансная часто- 30 та (Гц); радиус корпуса (и); радиус стержня (м); (— парраметр напряженности магнитного лоля на поверхнос-. ти корпуса в середине дуги мНо ; р. — магнитная постоянная (г/м}.