Устройство ускоряющей структуры с пространственно- однородной квадрупольной фокусировкой с четырехкамерным резонатором

 

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано в высокоинтенсивной начальной части ускорителя с пространственно-однородной квадрупольной фокусировкой. Устройство выполнено в виде четырехкамерного резонатора и содержит обечайку с внутренней медной поверхностью. Внутри обечайки установлены электроды с модуляцией, которые соединены с ее внутренней поверхностью через медную фольгу, приваренную с одной стороны к электроду, а с другой стороны - к медной поверхности обечайки. Для упрощения технологии медная фольга может быть приварена к внутренней поверхности обечайки через дополнительную деталь. Изобретение позволяет обеспечить надежный контакт электрода с обечайкой, что исключает возможность аварии, связанной с местным перегревом из-за плохого контакта соединяемых деталей. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к ускорителям заряженных частиц и может быть использовано при разработке и изготовлении ускоряющих структур с пространственно-однородной квадрупольной фокусировкой (ПОКФ), работающих при больших мощностях.

Широко известны ускорители, содержащие ускоряющие структуры с пространственно-однородной квадрупольной фокусировкой (ПОКФ или RFQ). В частности, к ним относится структура, работавшая при больших средних мощностях - проект FMIT (1).

За прототип принято устройство ускоряющей структуры с пространственно-однородной квадрупольной фокусировкой, которое описано в патенте (2). Известное устройство содержит вакуумный кожух, покрытый изнутри медью, и четыре лопасти, на которые смонтированы электроды с модуляцией (четырехкамерный резонатор). Все крепления сделаны с помощью болтовых соединений и контакты для токов высокой частоты обеспечиваются с помощью прижима с использованием контактной фольги. Такое выполнение обеспечивает получение минимального сопротивления в точках контактов и тем самым обеспечение высокой добротности. При работе на больших мощностях, из-за местного увеличения сопротивления, может появляться местный разогрев, что может привести к дальнейшему увеличению сопротивления переходного контакта и к последующей аварии.

Достигаемым при использовании изобретения техническим результатом является получение структуры, имеющей хороший контакт для токов высокой частоты, который обеспечивается путем сварки электродов с обечайкой и не зависит от изменения температуры и обладает большим ресурсом. Для обеспечения надежного контакта был предложен способ соединения электродов с обечайкой через промежуточную медную фольгу с помощью сварки.

На фиг. 1 изображена схема соединения электродов с обечайкой через промежуточную контактную фольгу, на фиг. 2 - аналогичная схема при использовании специальной промежуточной детали, на фиг. 3 - поперечное сечение промежуточной фольги, а на фиг. 4 - соединение промежуточной фольги с дополнительной деталью. Так как электроды 1 должны быть установлены с высокой точностью, что не всегда может быть обеспечено изготовлением, то электроды юстируются, то есть перемещаются с помощью штанги 7 в небольших пределах для получения необходимого расположения электродов друг относительно друга. Так как сварка (сварное соединение электрода с обечайкой) не позволяет обеспечить перемещения электрода, то в конструкцию был введен промежуточный элемент, позволяющий производить такие перемещения за счет небольшой деформации. В качестве этого элемента согласно настоящему изобретению используется специально для этой цели сделанная медная фольга (см. фиг. 1 и 3).

Поскольку тонкая медная фольга 2 не может быть приварена к толстой обечайке, то для этого изготавливается фольга 2 специальной формы, которая в средней части имеет толщину порядка 0,3 мм, а по краям толщину порядка 2 мм (см. фиг.4). За счет толщины фольги 0,3 мм в ее средней части обеспечивается возможность необходимой для проведения юстировки деформации (см. фиг. 2 и 4). Такая фольга специальной формы заранее приваривается (место сварки 3) к электроду 1, а после установки электрода она приваривается к обечайке 4 или к специальной детали 5, заранее приваренной к обечайке (см. фиг. 4). Наличие специальной детали 5 облегчает приварку фольги 2 к обечайке в условиях затрудненного доступа и, в случае необходимости, разъем сварного соединения. Такая конструкция позволяет не только перемещать электроды во время юстировки, но и охлаждать фольгу за счет хорошего контакта сварного соединения с электродом 1 и обечайкой 4. В случае необходимости фольга 2 может быть сделана охлаждаемой. Для предотвращения деформаций электрода во время сварки производится охлаждение электрода через каналы охлаждения 6 и охлаждение обечайки.

Литература: 1. W. D. CORNELIUS "CW OPERATION OF THE FMIT RFQ ACCELERATOR" NUCLEAR INSTRUMENTS AND PHYSICS RESEARCH B 10/11, 1985, p. 859 - 863, NORTH-HOLLAND, AMSTERDAM.

2. RADIO FREQUENCY MULTIPOLE LINEAR ACCELERATOR. UNITED STATES PATENT. PATENT NUMBER - 4891601.

Формула изобретения

1. Устройство ускоряющей структуры с пространственно-однородной квадрупольной фокусировкой, выполненное в виде четырехкамерного резонатора, содержащее обечайку с внутренней медной поверхностью, электроды с модуляцией и контактный элемент в виде специальной промежуточной фольги, отличающееся тем, что, с целью получения высокой добротности и абсолютной надежности контактов при высоких мощностях, электроды соединяются с внутренней медной поверхностью обечайки резонатора через медную фольгу, приваренную с одной стороны к электроду, а с другой стороны - к медной внутренней поверхности обечайки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что медная фольга приварена к внутренней поверхности обечайки через дополнительную деталь.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4