Ускоряющая структура линейного ускорителя заряженных частиц

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П (н7О8546

ИЗОБРЕТЕН Ия

1 ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) За я влено 09.08.76 (21 ) 2391949/18 — 25 с присоединением заявки.% (23) Приоритет (5! )М. Кл.

Н 05 Н 9/04

ГееударстввнныН комитет

СССР по делам изобретений н нткрытнй

Опубликовано 05.01.80. 1эюллетень ¹ 1

Дата опубликования описания 05.01.80 (53) УД К 621.384.6 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. С. Сидоренко и В. И. Маханьков (71) Заявитель (54) УСКОРЯ10ЩАЯ СТРУКТУРА ЛИНЕЙНОГО УСКОРИТЕЛЯ

ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

Изобретение относится к ускорительной тех нике, и может быть использовано при создании линейных ускорителей тяжелых частиц с высоким КПД.

Известна ускоряющая структура линейного ускорителя заряженных частиц, содержащая волновод, нагруженный диэлектрическими шайбами (11.

3а счет ввода в систему высокочастотной

1О мощности и замедления фазовой скорости волны диэлектрическими шайбами осуществляется резонансное ускорение заряженных частиц.

Недостатком известного устройства является низкий KfIH, что обусловлено потерями

15 энергии в диэлектрике, и ограниченной величиной КПД источника высокочастотной мощности.

Известна также ускоряющая структура линейного ускорителя заряженных частиц, содержащая объемный резонатор с установленными в нем на пути следования частиц электродами с отверстиями пролета частиц, и источник высокочастотной мощности, подключенный к резонатору (2) .

За счет возбуждения в резонаторе стоячих волн электромагнитного поля осуществляется резонансное ускорение заряженных частиц, пролетающих через отверстия в электродах.

Недостатком известного устройства является его низкий КПД, что обусловлено низким КПД преобразования сетевой мощности в высокочастотную в источнике высокочастотной мощности.

Цель предлагаемого изобретения — увеличение KIIH ускорителя.

Для этого соседние электроды подключены к полюсам источника постоянного напряжения противоположной полярности, и попарно соедиI иены установленными между ними конденсаторами.

На фиг, 1 дана схема ускоряющей структуры с одним электродом; на фиг. 2 — схема структуры с несколькими электродами: на фнг. 3 представлен конкретный вариант предлагаемой конструкции ускоряющей структуры линейного ускорителя заряженных частиц.

Устройство состоит из объемного резонатора 1, электродов 2 и конденсаторов 3, а в ва708546

15 рианте конкретного конструктивного выполнения в него дополнительно входят источник 4

ВЧ мощности, запускающее устройство 5, плоские электроды 6 и 7 с центральным отверстием для прохождения частиц, причем диаметр электродов 7 равен диаметру резонатора 1, и электроды 7 электрически соединены с резонатором по постоянному току, элементы 8 связи, кольцевые конденсаторы 9 и инжектор 10.

Предлагаемая ускоряющая структура линейного ускорителя заряженньгх частиц работает следующим образом.

При подключении источника постоянного напряжения к электроду 2 одним полюсом, а к днищам, соединенным с корпусом резонатора, другим полюсом, в полости резонатора между электродом 2 и днищами резонатора, слежащими электродами, образуются электрические поля, изображенные на фит. 1 векторами

) и В, равные по величине и противоположные по направлению. К резонатору подключается источник ВЧ мощности и в резонаторе устанавливается электрическое поле, периодически изменяющегося направления, причем в .части резонатора между днищем и электродом

2, соединенными конденсатором, электрическое

ВЧ поле замкнется через конденсатор-независимо от направления ВЧ поля, а в другой части пространства, между электродом 2 и днищем, оно будет существовать, периодически меняя направление. Взаимодействуя в этой части пространства с постоянным полем, ВЧ поле будет увеличивать или уменьшать последнее. В момент времени, когда ВЧ поле, изображенное вектором К, достигнет величины поля изображенного вектором В, и будет направлено противойоложно последнему, в этой части пространства результирующее поле станет равным

4 нулю, т, е. образуется пространство дрейфа для заряженной частицы.

В многоэлектродном варианте (фиг. 2) последовательность участков дрейфа и участков ускорения обеспечивает резонансное ускорение заряженных частиц, причем, в варианте конструкции (фиг. 3) выполнение электродов 6 и

7 дисков с элементами 8 связи и кольцевыми конденсаторами 9, обеспечивает разделение резонатора 1 на ряд связанных ячеек: мощность в которые подводится от источника 4 ВЧ мощности, а ускоряемые частицы поступают от инжектора 10.

В данном устройстве значительная часть мощности, расходуемой на ускорение, потребляется от источника постоянного напряжения, повышает КПД всего ускорителя.

Формула изобретения

Ускоряющая структура линейного ускорителя заряженных частиц, содержащая обьемный резонатор с установленными в нем на пути спедования частиц электродами с отверстиями дпя пролета частиц и источник высокочастот ной мощности, подключенный к резонатору, отличающаяся тем, что, с целью увеличения КПД ускорителя, соседние элект30 роды подключены к полюсам источника постоянного напряжения противоположной полярности и попарно соединены установленными между ними конденсаторами.

Источники информации, зБ принятые во внимание при экспертизе

1, Теория и расчет линейных ускорителей.

М., Тосатомиздат", 1962, с. 203 — 210.

2. Вальдемар О. А., Власов А. Д, Шильков А. В. Линейные ускорители. М., "Атом40 издат", 1969, с. 154.

708546

Вбод 8Ч мощности

E ис почиику иостояккоео малряжол ио

Воод 84 нощкосяги

+ — + — + — + — +

Фиг. 2

Составитель В, Краснопольский

Редактор Б. Павлов Техред М. Петко Корректор Н, Задерновская

Закаэ 85!б/55 Тираж 885. Подписное

UHHHllH Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4