Линейный ускоритель заряженных частиц

 

Использование: в радиационной химии, активационном анализе, фундаментальных исследованиях физики высоких энергий и др. Сущность изобретения: в ускоритель введены линия 4 задержки, выключатель 3 высокочастотной (ВЧ) мощности и ВЧ-мост 5. Первое плечо циркулятора 2 соединено с источником ВЧ-мощности. К второму плечу циркулятора последовательно подключены выключатель 3 ВЧ-мощности, линия 4 задержки и первое плечо ВЧ-моста 5, третье плечо циркулятора соединено с вторым плечом моста 5, третье плечо которого соединено с ускоряющей секцией 6, а четвертое - с согласованной нагрузкой 7. Это обеспечивает сложение на входе ускоряющей секции волны генератора и энергии, накопленной в линии 4 задержки, что позволяет повысить напряженность ускоряющего поля и соответственно энергию ускоряемых частиц. 1 ил.

Изобретение относится к ускорительной технике, а именно к сильноточным ускорителям заряженных частиц с малой длительностью импульса тока, предназначенным для использования в радиационной химии, активационном анализе, фундаментальных исследованиях физики высоких энергий и др. Целью изобретения является увеличение энергии ускоряемых частиц. Поставленная цель достигается накоплением энергии части импульса в линии задержки с последующим сложением волны, излучаемой из линии задержки, и волны генератора на входе ускоряющей секции. На чертеже приведена структурная схема предлагаемого линейного ускорителя заряженных частиц. Ускоритель состоит из источника высокочастотной (ВЧ) мощности, подключенного к первому плечу циркулятора 2. К второму плечу циркулятора 2 последовательно подключены выключатель 3 ВЧ-мощности, линия 4 задержки. Выход линии 4 задержки и третье плечо циркулятора 2 соединены со смежными плечами ВЧ-моста 5. Третье и четвертое плечи моста 6 подключены к ускоряющей секции 6 и согласованной нагрузке 7 соответственно. Цикл работы ускорителя состоит из периода накопления энергии ВЧ-поля генератора в линии задержки и периода использования запасенной энергии. В течение первой половины СВЧ-импульса ВЧ-мощность источника 1 с помощью циркулятора 2 через ВЧ-выключатель 3 ВЧ-мощности направляется на вход линии 4 задержки ВЧ-мощностью срабатывает выключатель 3 ВЧ-мощности, запуск которого обеспечивается блоком управления источника ВЧ-мощности, и вторая часть СВЧ-импульса источника ВЧ-мощности направляется на второе плечо ВЧ-моста 5, где складывается с мощностью, поступающей с входа линии 4 задержки. Суммарная мощность поступает на вход ускоряющей секции 6. Согласованная нагрузка 7 служит для поглощения части мощности, которая может поступать в четвертое плечо моста за счет возможного разбаланса уровней мощности на первом и втором плечах моста 5 во время переходного процесса в выключателе 3. Таким образом, мощность высокочастотной волны на входе в ускоряющую секцию в два раза превысит мощность источника ВЧ-мощности, а энергия ускоряемых частиц может быть увеличена в раза. И, следовательно, предлагаемое устройство имеет существенное преимущество по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

Линейный ускоритель заряженных частиц, содержащий источник высокочастотной мощности с блоком управления, соединенный с первым плечом трехплечевого циркулятора, ускоряющую секцию и согласованную нагрузку, отличающийся тем, что, с целью увеличения энергии ускоряемых частиц, в него введены линия задержки, выключатель высокочастотной мощности и высокочастотный мост, при этом к второму плечу циркулятора последовательно подключены выключатель высокочастотной мощности, линия задержки и первое плечо высокочастотного моста, третье плечо циркулятора соединено с вторым плечом высокочастотного моста, третье плечо моста соединено с входом ускоряющей секции, а к четвертому плечу высокочастотного моста подключена согласованная нагрузка.

РИСУНКИ

Рисунок 1