Ускоритель заряженных частиц

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Саеетсинк

Сет4иаиистическнк

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено ЫОЫЬ (21) ПгВ40/ 5

2" (5l) М. Кл.

Н 05 Н 9/04 с присоединением заявки ¹

Гввиививтввииви Иввитвт

Ввввти Иививтввв йВВР ив ивввм иввирвтвиии и втивятви (23} Приоритет. (43) Опубликовано 050278.Бюллетень № 5 (53) УДК621. 384.6 (088.8) (45) Дата опубликования описания Z8.0 t 7о (72) -;Авторы изобретения В. м. БыстРицкий н ю. и. Усов

Научно-исследовательский институт ядерной физики и автоматики при Томском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте им. С.М. Кирова (71) Заявитель (54) УСКОРИТКЛЬ ЗЛРЯжКННЫХ ЧЛСТИЦ;

Изобретение относится к ускорительной технике и может найти применение в экспериментальной ядерной физике, например при создании ускорителей ионов.

Известно устройство для получения сгустков заряженных ионов, состоящее из линейного индукционного ускорителя (ЛИУ), служащего генератором электронного пучка, адгезатора-генератора электронных колец, нагруженных ионами, и ускорительного тракта, в KQTopQM происходй . ускорение электронных колец с ионами.

В таком устройстве электронный пучок, генерируемый ЛИУ, инжектируется в камеру адгезатора, где формируется электронное кольцо нагруженное ионами. На последующих этапах работы устройства образованное кольцо электронов подвергается сжатию и выводится из камеры адгезатора в тракт, где происходит ускорейие. электронного кольца, нагруженного ионами.

К недостаткам этого устройства, помимо его сложности, oTíîñÿòñÿ мноrочйс7теиий6 динамические неустойчи вости, возникающие при Формировании и .сжатии кольца в адгезаторе — ней устойчивость типа отрицательной массы, двухпучковая неустойчивость и т.д.

Известно также устройство, в котором реализовано получение сгустка ускоренных ионов, состоящее из наносекундного сильноточного ускорителя электронов прямого действия (НСУ) и металлической трубы, наполненной определенным сортом газа при определенном давлении.

Кроме того, известен ускоритель заряженных частиц, содержащий сильноточный инжектор .электронов и секционированную камеру дрейфа, снаб.женную системой дифференциальной откач.ки. В таких устройствах при инжекции

s камеру дрейфа электронный пучок формирует на свожу переднем фронте в0 эа анодом ускорителтт потенциальную яму, в которой ускоряются ионы газа, образованные под действием электронного пучка. Необходимым условием такого ускорения является превышение д инжектируемым в дрейфовую камеру электронным пучком значения предельного тока, который рассчитывается по формуле /? в у .х з тс, 1

Р ) е I í ° авР "

544333 где и»- масса электронов;

С- скорость света;

8 — заряд электрона;

P = >l — .относительная скорость электронов; ц — радиус электронного пучка;

Ъ вЂ” радиус камеры дрейфа.

Недостатком такого ускорителя является то, что ускоренные ионы, полученные в таком устройстве, движутся, как правило, одним сгустком. Однако во многих исследованиях существует необходимость в получении нескОльких сгустков ионов, следующих друг за другом с малыми временными интервалами. Получение двух или нескольких сгустков. ионов в та% ком устройстве является процессом нестабильным и неуправляемым, что снижает его функциональные возможности.

Цель предлагаемого изобретения расширение функциональных возможностей ускорителя.

Для этого секции камеры дрейфа имеют разный диаметр и расположены в порядке его увеличения по мере удаления от анода инжектора.

Конструкция этого устройства представлена на чертеже.

Предлагаемый ускоритель ионов состоит из НСу 1, металлической камеры дрейфа, набранной из нескольких секций 2-4, расположенных в порядке увеличения их диаметров и отделенных друг от друга тонкими метал- лическими фольгами 5 и.б, прозрачными для ускоренных ионов, и системы 7 дифференциальной откачки, обеспечивающей требуемое давление газа в секциях камеры дрейфа, Устройство работает следующим образом .

Инжектированный в дрейфовую камеру через фольгу В электронный пучок 9 с передним фронтом длительностью, ионизируя гаэ, распространяется вдоль дрейфовой.камеры до момента достижения им величины, равной величине предельного тока для секции 4, имеющей наибольший из всех секций диаметр, после чего он формирует за фольгой б, которая находится под потенциалом анода, потенциальную яму, в которой ускоряется первый сгусток ионов. При даль.нейшем увеличении тока инжекции на переднем фронте он достигает значения, равного величине предельного тока для секции 3 камеры дрейфа, пос15 ле чего за фольгой 5 в свою очередь формируется потенциальная яма, в которой формируется и ускоряется второй сгусток ионов. Этот процесс в такой же последовательности повторяет20 ся и для третьей секции 2 трубы дрей" фа,: в которой формируется и ускоряется третий сгусток ионов. Такой процесс многократного формирования потенциальных ям и соответствующего формирования и ускорения в них сгустков ионов .Распространяется от .секций дрейфовой "трубы с большим диаметром, в сторону секции с меньшим диаметром т.е. от дальнего от анода НСУ

Я0 участка дрейфовой трубы в сторону . анода. формула изобретения

Ускоритель заряженных частиц, содержащий сильноточный инжектор электронов и секционированную камеру дрейфа, снабженную системой дифферен« циальной откачки, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью рас40 шире»»иж функциональных возможностей ускорителя, секции камеры дрейфа имеют разный диаметр и расположены в порядке его увеличения по мере удаления от анода инжектора.

544333

Составитель Е. Сромов

Редактор Н. Козлова Техред З.фанта Корректор С. Кекмар .Заказ 624/53 Тираж 992 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патен в, г. ужгород„ ул. -Проектная, 4