Ускоряющая система линейного ускорителя ионов

 

УСКОРЯ1Ш1АЯ СИСТЕМА ЖНЕЙНОГО УСКОРИТЕЛЯ ИОНОВ по авт.св. ; 728684. отличающаяся .ем. что, с целью уменьшения потерь высокочастотной мощности и обеспечения возможности регулирования энергии ускоренных частиц, в систему введены подстроечные элементы, выполненные в виде проводящих поршней, располагаемых в прямоугольных вырезах на каждом конце плиты со стороны ее крепления по образующей реактора, закорачивающих боковую поверхность резонатора с прямоугольным выступом плиты, и снабженные механизмом для их перемещения параллельно продольной оси резонатора. 3 ko

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зсю Н 05 Н 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ н аВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 728684

21) 2881053/12-21 (22) 11.02.80 (46) 30.07.84. Бюл. 11 28 (72) В.А,Бомко, A.Ô.Äüÿ÷eíêo .", А.В.Пипа (53) 621.384.6(088.8) 56) 1. Авторское свидетельство СССР

:".728684, кл. Н 05 Н 9/04, 1978. 54)(57) УСКОРЯЮЩАЯ СИСТЕМА ЛИНЕЙНОО УСКОРИТЕЛЯ ИОНОВ по авт.св.

Ф?28684, о т л н ч а ю щ а я с я ,.ем, чтG., с целью уменьшения потерь..SU.„952088 А высокочастотной мощности и обеспечения возможности регулирования энергии ускоренных частиц, в систему введены подстроечные элементы, выполненные в виде проводящих поршней, располагаемых в прямоугольных вырезах на каждом конце плиты со стороны ее крепления по образукщей реактора, закорачивающих боковую поверхность резонатора с прямоугольным выступом плиты, и снабженные механизмом для их перемещения параллельно продольной оси резонатора.

952088

Изобретение относится к ускорительной технике, а именно к линейным ускорителям ионов на стоячей Волне.

Описанная в основном изобретении ускоряющая система линейного ускорит ля ионов выполнена в виде цилиндриче кого резонатора с системой встречных штырей„ на концах которых укреплены трубки дрейфа, иэ которых все не- .åòные по ходу пучка установлены на проводящей плите, закрепленной вдоль образующей резонатора, а каждая етная трубка соединена с боковой стенкой резонатора двумя проводящими штангами, расположенными симметрично

Относительно продольной ллоскос;проходящей::эрез осН трубок дрей",.е и оси штырей нечетных трубок дре:: — . фа 13.

Однако укаэанная конструкция имеет недостатки, заключающиеся в том что при больших длинах резонатора требование получения равномерного распределения приводит к постепенному уменьшению объема, в котором запзсена высокочастотная мощност к входному концу резонатора, что вызывает увеличение потерь энерг-- и в проводящих поверхностях. Кроме того указанная конструкция че поэ- б воляет управлять распределение, ускоряющего пОля что не даст БОз— можности регулировать энергию ускоренных частиц.

Целью изобретения является уменьшение потерь высокочастотной мощи:==:II н поверхностях ускоряющей системы,обе

-лечение ВозмОжности регулиГовання знергBH ускоренных ча;т,.-п1 1оставленная цель дости ается с(б что в известной ускоряющей системе линейного ускорителя ионов, выполненной в виде цилиндрического резона †.:Ора с системой вс".pe÷! ûõ штьгрей, на к зн. цах которых укреплены трубки дрейф,:., из ко орых Все нечетные пс ходу:.-:-;:чкз установлены на проводящей плите., закрепленной Вдоль образующей резонатора,, а каждая четная трубка соединена с боковой стенкой резонатора двумя проводя-, щими штангами, расположенньпьш симметрично относительно продольной плоскости, проходящей через оси трубок дрейфа и оси штырей нечетных трубок дрейфа, в систему введены подстроечные элементы, выполненные в ниде проводящих поршней, располагаемых в прямоугольных вырезах на каждом конце плиты со с.тороны ее ..--:-:ен.- я .«. ?..:. з ..=, -:--реэснатора, закорачивающих боковую поверхность резонатора с ггрямоугольным

Выступом плиты, и снабженные механизмом для их перемещения параллельно продольной оси резонатора.

На фиг. 1 схематически изображена констпукция ускоряющей системы.

Ва фиг.2 показано изменен%е собстгенной частоты для первых 3-х мод от положения поршня. Ускоряющая система, : риведенная на фиг.1, с:.-; Рржит цилинд,,иче<-кий резонатор 1 с - рубками дрейф», рас пол ож! hH!лми Вдоль oII HoH линии

IfpH этом I.-жл ::. ЯР:=:-.Яэя тр бка 2 закреплена,":..:и ..ью;-.Рталлического штыря 3 на об:,и -.й проводящей плите 4, ;.Оторая сОедин 1ла надежным кОнтактОм высокочастотному тОку с бОкОВОЙ

;"I;-"нкой ре.":;-.атора, а четные трубки дрейфа .;-..дилены с резонатором двумя штырямн 6„ расположенными радиально и симметрично относительно

-глоскоcò!I. прох;дящей через ось ре.-..:Лгора и оси штырей нечетных трубок дрейфа, образуют между собой угол т ., I!a каждом конце плиты имеются вырезы В виде прямоугольников, в которых,;становле-:ы проводящие поршни 7, имеющие надежный контакт по ВЧ току с боковой стенкой резонатора и прямоугол,,ным выступом плиты гулировка положения поршней осущ.-;--::ç:;ëÿåòIII с помощью механизма перемеще:-::- я 9, управление которым может осуществляться снаружи резонатора, например, в Виде редуктора с выводом управляющей ручки через боковую стенку резонатора.

При во- á ó æ".ä.. åíèè т†;акой структуры

Высокочастотной MQLII Oc тью устанавливается рас :ределение ускоряющего

ПОЛЯ ВДОЛЬ ОСИ рРЗOHBTOp31 Про филь которого регулируют перемещением укаэанного Ilc pèHÿ 7 вблизи положения, дающего р еэ онанс собстВенной ecтоты конца структуры, Включающего Выступ плиты 8 вместе с установленными на нем трубками дрейфа, с собственной частотой всего резонатора. Положение поршня определяется его расстоянием от конца плиты, Резонансный характер Взаимодействия виден из графика, приведенного на фиг.2, коорый получен экспериментально на модели ускоряющей структуры основной секции линейного ускорителя, рассчитанного на ускорения многоэаряд".ь1х Io ов от энергии 1 до 10 М.ЗВ

952

3 на нуклон, в масштабе 1: 6. Здесь изображено изменение собственной частоты резонатора, нагруженного описанной выше структурой для первых 3 — х мод, т.е. волн типа Н

Н

111 % и Н „,з в зависимости от положения поршня I? . Для рабочей моды перестройка положения поршня на участке, обозначенном точками 1 и П позволяет управлять распределением 10 ускоряющего поля таким образом, что протяженность участка с номинальной амплитудой можно менять от 30 до 100Х длины ускорителя.

Этим достигается плавное регулирование энергии, величина которой пропорциональна указанной протяженности участка с равномерным распределением ускоряющего поля. Эффект уменьшения потерь высокочастотной 2О мощности достигается за счет того, что получение равномерного распределения ускоряющего поля вдоль всей

088 4 структуры в расчете на получение полной энергии ускоренных частиц, а также при ускорении до промежуточных энергий, осуществляется с помощью перемещения поршней 7, в результате чего происходит требуемая перестройка профиля ускоряющего поля без уменьшения объема в котором запасена высокочастотная мощность, и добротность системы остается постоянной.

Таким образом, предлагаемая система дает возможность впервые регулировать энергию ускоренных частиц, в ускорителе, возбуждаемом на волне типа Н,, и необходимое для этого управление профилем ускоряющего поля обеспечивает существенное уменьшение потерь высокочастотной мощности. Как показали экспериментальные исследования на моделях,,расход ВЧ мощности уменьшается по сравнению с прототипом почти íà 25Х.

952088

1

)IT

Ф

1Ж < (р л )

Состав1 .- Яь у,, Громов

Редактор С. Титова Техре„" "..Кастелевич Корректор М. немчик

Закаа 5519 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственно .. к".:митета СССР по делам изобретени::. ч "=.::рнтий

1 1 3035, Москва, Ж"35,,; :. ;..::.:- .:a5,, дс и 5

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