Ускоряющая система коллективного ускорителя

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

<1|> 5О615О

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополпитсльпае к авт. с- llë-i.ó (22) Заявлено 19.11.74 (21) 2076807/26-25 (51!М.Кл. Н 05 Н 7/12 с присоединением заявки—

Государственнь!й комитет

Совета Министров СССР (23) Приоритет— (43) Опубликовано О5.03.76. Б|оллетень ¹ 9 по делам .!Яооретеннй и открытий! (53) УДК 621.384.6 (О88.8) (45) Дата О.lубл|lкава!п|я 0.?игаса!!! я 2 ;!.00,70 (72) Авторы

H. B. Кожухов и В, 1I. Cap;FH изобрете ия

Объединенный институт ядернь"х исследований (7l ) Заявитель (54) УСКОРЯЮЩАЯ СИ "7EMA

КОЛЛЕК1ИОНОГО УСКОРИТЕЛЯ

Изобретение относится к ускоряющим системам ускорителей и может быть использовано при конструировании однозазорпых и многозазорных импульсных ускорителей.

Для создания импульсного напряжения большой амплитуды на однозазорном ускорителе-пушке применяют радиальные линии.

В многозазорные ускорители вводят ускоряющие системы с двойными радиальными линиями (ДРЛ) с присоединенными по периметру импульсными генераторами, состоящие из трех расположенных соосно электродов, два из которых плоские. Электроды образуют две радиальные линии, одна из которых имеет рабочий зазор, а другая закорочена патрубком.

На рабочем зазоре ДРЛ создается ускоряющий импульс напряжения длительностью

) — -, -.„= 2 —, где Р и го — наружный и внутренний радиусы ДРЛ; С вЂ” скорость распространения электромаг!итпых волн внутри

ДРЛ.

Недостатком такой ускоряющей clIcTCAII I является искажение формы ускоряющего импульса на рабочем зазоре из-за нелинейности

ДРЛ; происходит спад плоской вершины импульса на 3040% за время 0,1 т„. Поэтому для ускорения частиц используется только часть импульса, обычно (0,2 —:0,3) т„. Для получения больших длительностей радиус увелич!!в!Ять нельзя, так кяк уыспьш11тся вход::!ой импеданс Z,, 1РЛ и псобход. .мо уве.|!ичивать;мощность импульсных геперато5 1т ров до гигантских величин Z, —, где /г— вх ц высота зазора на входе. Практически длительность используемого для ускорения:.",ñòèö

10 импульса составляет единицы Il! юсскуцд, что ухудшает с !нхронную работу ускоряющих секций и ограничивает длптельность

yc«opeI:lI0ã0 пучка.

Це. !ыа изобретения является уменьшение

15 спада плоской вершины имп| льса на рабочем зазоре, т. е. увеличение длительности используемой FICTFI I :!IIi льса ме ускорителя.

Указанная цель достигается тем, что в

Fl1Ip. 1лажсппай c OpIIloiF1 системе 1 0 |кici<тивного ускорителя в двойной рядиаль|!ой линии с присоединенными по периметру генераторами импульсов, образованной тремя рас: аложенцым!! coocllo электродами, один из электро.1ов, входящий в радиальную линию с рабочим зазором,,выполнен B виде усеченного конуса. Вершина конуса направлена в старо |y рабочего зазора и уменьшает его величину. В ДРЛ такой конструкции линия с рабочим зазором и закороченная имеют неодинаковыс волновые характеристики, опре506150 деляющие распространение импульса от генераторов: часть энергии импульса, отражаясь в закороченной линии, поступает в лиHH?o c габочим зазором.

На фиг. 1 (а, б и в) показана радиальная линия 1 с рабочим зазором 2 и изолятором; закороченная радиальная линия 3; .конусообразный электрод 4, плоские электроды 5, импульсные генераторы 6 (h — высота зазора на в".оде).

На фиг. 2 представлена схема распространс? чя импульсов в ДРЛ; на фиг. 3 (а, б, в, и г) — графики формы импульсов па рабочем зазоре при запитке ДРЛ соответственно одним, двумя, четырьмя и двадцатью четырьмя ге15 нераторами. На этих графиках позиции 7, 8 и 9 соответствуют форме импульсов на зазоре ДРЛ по фиг. 1а, 1б и для. прототипа .(см. фиг. 4).

Конусообразный электрод 4 и плоские электроды 5 образуют две неодинаковые линии 1 и 8: при ув?еньшении радиуса rp расстояние между электродами h (r) в линии 1 уменьшается, а в линии 3 увеличивается (фиг. 1, а) или не изменяется (фиг. 1,б). Так

?как в линии 8 волновой импеданс Z„, измеh(r)i няется сильнее Z„„— ), то в ней больше и коэффициент отражения импульса, чем .в ли??ии 1.

Внутреннее сопротивление R; „питающих генераторов не равно нулю, но описать процессы распространения электромагнитных волн в несимметричных ДРЛ аналитически формулами не представляется возможныи. В упрощенном виде эти процессы могут быть описаны следующим образом. Всегда имеется п;оверхность ХУ (см. фиг. 2) в линиях 1 и 8 до которой доходит импульс от генератора. 4р

Так как линии неоднородны (Z„„„+ const), то от ??оверхности ХУ отразятся волны U? и

Uz. Чея сильнее изменение отношения зазора к радиусу в линиях, тем больше амплитуда волн, отраженных от поверхности ХУ. Поэто- 45 му амплитуда волны Uz больше, чем амплитуда волнь. U?. Ha периферии волны U u

Ug изменяются и образуют новые волньн отраженнь?е в «сво?о» линию волны U u U проходящие к генератору U,? U, >, проходящие в другую линию U"? и U" . В результате от периферии по линии 1 к рабочему зазору начнет распространяться волна, амплитуда которой равна U" — U Полярности этой волны и первоначального импульса совпадают; дойдя до рабочего зазора позже фронта первоначального импульса, эта волна накладывается на плоскую вершину импульса, уменьшая ее спад. Наиболее существенное уменьшение спада плоской верши?IbI импульса напряжения на рабочем зазоре

ДРЛ происходит во второй половине длительности импульса, т. е., когда поверхность ХУ

1 находится на радиусе, меньшем чем — -Л. Эти

2 процессы иллюстрируются графиками фиг. 3.

Использовались одинаковые генераторы, которые на нагрузке, согласованной с генератором, создавали прямоугольный импульс длительностью 45 neer., фронт и спад — не более 1 ксек.

Формула изобретения

Ускоряющая система коллективного ускорителя, включающая магнитную систему и двойную радиальную линию с присоединенными,по периметру импульсными генераторами, состоящую из трех расположенных соосно электродов, два из .которых плоские, образующие две радиальные линии, одна из которых имеет рабочий зазор, а другая закорочена патрубком, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения спада плоской вершины импульсов на рабочем зазоре, один из электродов, образующих радиальную линию с рабочим зазором, выполнен в виде усеченного конуса, вершина .которого направлена в сторону рабочего зазора.

506150

Составитель И. Воронин

Техред М. Семенов

Корректор И, Симкина

Редактор Т. Орловская

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 564/853 Изд. № 259 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5