Ускоряющая секция

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

<п753341 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 150279 (21) 2726266/18-25 с присоединением заявки М9— (23) Приоритет—

Опубликовано 07.0981 Бюллетень 89 33

Дата опубликования описания 07.0981 (51)M Кл З

Н 05 Н 7/02

Государственный комитет

ССС Р по делам изобретений н открытий (53) УДК 621, 3 84 . 6 (088.8) (72) Автор . изобретения

В. П. Шилов (71) Заявитель (54) УСКОРЯЮЩАЯ СЕКЦИЯ

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано при разработке линейных ускорителей заряженных частиц для научных и промышленных целей.

Известен линейный ускоритель, в котором ускорение заряженных частиц производится стоячей волной напряжения электромагнитных колебаний, возбуждаемых в коаксиальном резонаторе от высокочастотного генератора 1 I. едостатком этого устройства является то, что при увеличении фазовой протяженности сгустка ускоряемых частиц, заметным становится разброс ус-. коряемых частиц по энергиям.

Наиболее близким техническим решением является ускоряющая секция, содержащая коаксиальный резонатор, нагруженный емкостью ускоряющих зазоров образованных дрейфовой трубкой, помещенной на разомкнутом конце внутренней трубы резонатора, и внешней трубой. Резонатор возбуждается поперечной электромагнитной волной типа TEN

QT автогенератора, частота колебаний которого определяется собственной резонансной частотой Fo резонатора.

ПредварительнОе группирование частиц

: осуществляется в резонаторе-группирователе, питающемся от резонатора ускорителя через фазосдвигающую цепь (2 ).

Одним иэ основных недостатков этого ускорителя является также большой разброс по энергии при ускорении интенсивных пучков, имеющих заметную фаэовую протяженность. Более того при предъявлении. жестких требований к величине энергетического разброса пучка, ширина этого фазового угла и, следовательно, интенсивность ускоренных частиц резко уменьшаются.

15 Предварительное группирование ускоря,емых частиц с целью повышения интенсивности пучка, путем увеличения фазового угла захвата в ускорительном режиме, связано с возрастанием объ20 емной плотности пучка .заряженных частиц, и в случае ускорения интенсивных пучков не приносит существенного эффекта.

Целью изобретения является повышеБ ние степени монохроматичности ускоряемого пучка.

Поставленная цель достигается тем, что в известную ускоряющую секцию, содержащую двухзаэорный коаксиальный

30 резонатор, нагруженный на дрейфовую

753341 трубку, высокочастотный генератор, возбуждающий резонатор на частоте Г,„ и подстроечные элементы введены дополнительный генератор, сфазированный с основным и частотой F4, удовлетворяющей соотношению F ЗГд .

Кроме того, один из подстроечных элементов резонатора выполнен в виде емкостной диафрагмы, генератор частоты выполнен по схеме автогенератора с обратной связью через резонатор, а дополнительный генератор состоит иэ )0 умножителя основной частоты F u усилителя мощности.

На чертеже изображена схема предлагаемого линейного ускорителя.

Резонатор 1 ускоряющей секции представляет собой короткоэамкнутую на одном конце и нагруженную емкость дрейфовой трубки 2 на другом конце резонансную коаксиальную линию. На внешней трубе резонатора укреплена емкостная диафрагма 3, снабженная подстроечным элементом 4. Резонатор, возбуждается с помощью петель связи

5 и б от основного автогенератора колебаний 7, с частотой F и дополнительного генератора с частотой F<, выполненного, например, в виде последовательно соединенных умножителя частоты 8 и усилителя мощности 9, при этом Fg = 3F>. Резонатор помещен в вакуумный объем 10. 30

Инжектируемые в ускоритель ионы ускоряются стоячей волной высокочастотного напряжения, приложенного к двум зазорам, образованным дрейфовой трубкой и внешней трубкой резонатора, 35 и далее поступают в тракт разводки пучка. Ускоряющее напряжение формируется в результате суперпоэиции двух синфаэных кратных колебаний, частоты которых находятся в отношении один к трем, соответственно. Условие кратности собственных резонансных частот резонатора Обеспечивается включением в него емкостного сопротивления, необходимая величина модуля которого устанавливается путем выбора размеров емкостной диафрагмы и ее положения по оси резонатора. Точная регулировка величины емкости диафрагмы осуществляется с помощью подстроечного элемента 4.

Использование в качестве резонатора ускорителя неоднородной резонансной коаксиальной линии, обладающей двумя кратными собственными резочансными частотами, и введение в состав системы высокочастотного питания дополнительного генератора позволяет произвести возбуждение резонатора на двух кратных частотах одновременно, что обеспечивает формирование ускоряющего напряжения негармонического вида, с плоской вершиной, В результате появляется воэможность увеличить ширину фазового угла захвата заряженных частиц в ускорительный режим, и тем самым увеличить среднюю за период ускоряющего напряжения интенсивность пучка ускоренных частиц, имеющего заданный энергетический разброс.

Формула изобретения

1. Ускоряющая секция, содержащая двухэазорный коаксиальный резонатор, нагруженный на дрей овую трубку, высокочастотный генератор, возбуждающий резонатор на частоте Fe, и подстроечные элементы, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повы шения степени монохроматичности ускоряемого пучка, введен дополнительный генератор, сфаэированный с основным и частотой: F<, удовлетворяющей следующему соотношению Г = ЗР„.

2. Ускоряющая секция по и. 1, отличающаяся тем, что один иэ подстроечных элементов резонатора выполнен в виде емкостной диафрагмы, генератор основной частоты выполнен по схеме автогенератора с обратной связью через резонатор, а дополнительный генератор состоит иэ умножителя основной частоты F и усили еля мощности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Каретников B. Д. и др. "Линейные ускорители ионов", йтомиэдат.

M. 1962, с. 14.

2. Аббульманов В. Г. и др. "Протонно-ионный синхротрон Б-5". Труды

Х международной конференции по ускорителям заряженных частиц высоких энергий", Серпухов, 1977, т. 1, с. 345 (прототип).

753341

Тираж 889 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6736/63.

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

Составитель Б . Зверев

Редактор Т. Ьвдейчик Техред A. Бабинец Корректор С. Новак