Линейный ускоритель заряженных частиц

 

ОГ1ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

276268

Сае3 Ссветскиа

Сациалистическив

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

МПК. Н 05h 7/00

Заявлено 17 1 т .1969 (№ 1326579!26-25) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 02.111.19?1. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 16.IV.1971

Комитет по делам чаобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.384.6(088.8) иопиоте:ы Г.,сз

Авторы изобретения Д. Г. Борисов, А. И. Грызлов, И. А. Прудников и Э. Х. Эмиров

Заявитель

ЛИНЕЙНЪ|Й УСКОРИТЕЛЪ ЗАРЯЖЕННЪ|Х ЧАСТИЦ

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для исследовательских целей и в промышленности.

Известны линейные ускорители, в которых получают пучок заряженных частиц с линейчатым энергетическим спектром. Существенным недостатком таких ускорителей является то, что переход от одной энергетической линии спектра к другой происходит в сравнительно длительный промежуток времени.

B большинстве случаев переход от одной спектральной линии к другой осуществляется путем изменения фазы в первой ускоряющей секции при помощи фазовращателя с дистанционным управляемым электромеханизмом.

Таким образом время перехода от одной линии к другой определяется скоростью вращения электромотора и составляет единицы и десятки секунд, что снижает эффективность использования ускорителя.

B предлагаемом линейном ускорителе, с целью получения линейчатого спектра в наносекундные промежутки времени, ускоритель содержит модулирующую энергию частиц, секцию с генератором, умножитель или делитель частоты электромагнитных колебаний на входе генератора, причем генератор и модулирующая секция настроены на частоту, отличную от частоты колебаний в ускоряющих секциях.

На фиг. 1 схематично изображен линейный ускоритель, где 1 — источник заряженных частиц, 2 — ускоряющая секция, 8 — модулирующая секция, 4 — генератор питания источника заряженных частиц, 5 — генератор электромагнитных колебаний с частотой

6 — генератор электромагнитных колебаний с частотой f>, 7 — задающий генератор, 8— делитель частоты, 9 — фазовращатель, 10—

10 поглощающая нагрузка в конце секции, 11— сгустки заряжеHных частиц.

На фиг. 2 — положение сгустков заряженных частиц 11 на выходе ускоряющей секции 2 относительно фазы электрического

15 поля с частотой колебаний f1, где а, б, в, ..., ж — номера сгустков (всего семь), Ег— амплитуда напряженности ускоряющего поля в ускоряющей секции.

На фиг. 3 показано положение сгустков в

20 модулирующей секции относительно фазы электрического поля с частотой колебаний

f>. Е> — амплитуда напряженности электрического поля в модулирующей секции. На фиг. 3 рассматривается случай, когда часто2. та f = — f, на фиг. 4 показан энергетическии

3 спектр пучка на выходе ускорителя при

2 .

f, = —,и соотношение фаз, как показано на

30 фиг. 2 и 3. На фиг. 3 и 4 по осям абсцисс отсчитывают фазу и значение энергии соот276268 ветственно. %ь W>, W> — среднее значение энергии заряженных частиц в сгустках а, б, в; о и" — ширина энергетической линии спектра, ЛР— ширина энергетического спектра, 1 — интенсивность спектральных линий.

Работает линейный ускоритель следующим образом. Задающий генератор 7 работает с частотой f и возбуждает генератор 5 на частоте f>., делитель частоты 8 возбуждается от задающего генератора 7 и через фазовращатель 9 возбуждает генератор 6 на частоте fg. Ускоряющая секция 2 возбуждается генератором электромагнитных колебаний " а частоте f>. Генератор питания источника заряженных частиц 4 посылает импульс на источник заряженных частиц 1. Инжектируемые источником 1 в ускоряющую секцию 2 заряженные частицы группируются в узкие сгустки 11, ускоряются до релятивистской скорости и попадают в модулирующую секцию 8, которая возбуждена генератором электромагнитных колебаний 6 на частоте j>.

В модулирующей секции 8 сгустки 11 взаимодействуют с электрическим полем. Характер взаимодействия сгустков 11 с электрическим полем в модулирующей секции зависит от фазы инжекции каждого сгустка. Так, час гицы в сгустках, взаимодействующих с ускоряющим полем, увеличивают свою энергию, а в сгустках, взаимодействующих с тормозящим полем, теряют свою энергию. Таким образом, на выходе ускорителя получают дискретный энергетический спектр пучка частиц, который состоит из двух или трех спектральных линий в зависимости от фаз инжекции сгустков в модулирующую секцию.

Ширина каждой спектральной линии бК соответствует ширине энергетического спектра и фазовой протяженности сгустка частиц, полученного на входе в модулирующую секцию. Расстояние между крайними спектральными линиями ЛР определяется пределами регулирования энергии и зависит от положе10 пия сгустков относительно фазы поля в модулирующей секции в момент инжекции сгустков в модулирующую секцию. Количество спектральных линий, составляющих энергетический спектр и их относительная

15 интенсивность, также зависят от соотношения частот f и f> и соотношения фаз. Период одного цикла регулирования энергии

Т=

20 Л f2I

Предмет изобретения

Линейный ускоритель заряженных частиц, содержащий одну или несколько ускоряю25 щих секций, отличающийся тем, что, с целью получения линейчатого спектра в наносекундные промежутки времени, ускоритель содержит модулирующую энергию частиц, секцию с генератором, умножитель или дели30 тель частоты электромагнитных колебаний на входе генератора, причем генератор и модулирующая секция настроены на частоту, отличную от частоты колебаний в ускоряющих секциях.

276268 фиг.С

Составитель И. Петров

Рсдактор Т. Зубкова

Корректор T. А, Абрамова

Техред Л. Л. Евдонов

Типография,,пр. Сапунова, 2

Заказ 971/4 Изд, № 400 Тира к 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5