Ускоритель заряженных частиц

 

УСКОРИТЕЛЬ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ, содержащий источник мощности с частотой |j и - последовательно расположенные инжектор заряженных частиц и две ускоряющие секции, причем первая подключена к источнику высокочастотной мощности, а вторая выполнена в виде резонатора бегущей волны, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергетического разброса частиц на выходе ускорителя , введен инжектор-группирователь на частоте i.12, который установлен перед ускорителем соосно с инжектором , причем резонатор бегущей волны настроен на частоту „/2, а вдоль оси электронно-оптической системы ин$ жектора ускорителя выполнен сквозной пролетный канал. сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (Н) 2 А (51) 4 Н 05 Н 9 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ- ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3322581/18-21 (22) 23.07.81 (46) 23.11.85.Бюл.В 43 (71) Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физический институт (72) Б.Ю.. Богданович, А.П.Игнатьев, В.А.Останин и А.В.Шальнов (53) 621.384.6 (088.8) (56) P.Â. Wilson. А method for Doubling SLAG. s Energy SLAG — TN — 73-15, Desember, 1973.

Авторское свидетельство СССР

У 624546, кл. Н 05 Н 7/02, 1977. (54) (57) УСКОРИТЕЛЪ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ, содержащий источник мощности с частотой т и последовательно располоо женные инжектор заряженных частиц и две ускоряющие секции, причем первая подключена к источнику высокочастотной мощности, а вторая выполнена в виде резонатора бегущей волны, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергетического разброса частиц на выходе ускорителя, введен инжектор-группирователь на частоте 1 ./2, который установлен перед ускорителем соосно с инжектором, причем резонатор бегущей волны настроен на частоту 1 /2, а вдоль оси электронно-оптической системы инжектора ускорителя выполнен сквозной пролетный канал.,995692

Основные недостатки рассматриваемого ускорителя следующие.

1. Сложная технология изготовления и настройки, а следовательно, и высокая стоимость элементов накопительного устройства.

2. На высоком уровне мощности возникают значительные перенапряжения в ВЧ тракте и накопительном устройстве, что, в свою очередь, приводит к ВЧ пробоям.

Наиболее близок к нредлагаемо му устройству линейный ускоритель электронов, состоящий из инжектора, первой ускоряющей секции, источника ВЧ мощности, устройства для инверсии фазы ВЧ сигнала, второй уско-. ряющей секции, вход и выход которой соединены цепью обратной связи с фазовращателем.

5() Вторая секция вместе с каналом обратной связи и фазовращателем образуют резонатор бегущей волны (РБВ), который выполняет функции накопительного н ускоряющего устройства.

Предлагаемое изобретение относится к ускорительной технике, конкретно к ускорителям заряженных частиц с сильноточными пучками и малой длительностью импульса тока, и предназначено для использования в ядерной физике, радиационной химии, активационном анализе, дефектоскопии, лучевой терапии и т.п.

Известен ускоритель заряженных час-10 тиц с накоплением в течение большей части импульса высокочастотной (ВЧ) энергии в системе высокодобротных резонаторов.

Ускоритель состоит из задающего 15

ВЧ генератора, импульсного фазовращателя со сдвигом фазы íà 180, клисто раиного усилителя мощности, инжектора, ускоряющей секции и накопительного устройства, состоящего из двух 2О резонаторов, включенных через щелевой трехдецибельный мост.

В течение первой части ВЧ импульса ВЧ энергия запасается в резонаторах, затем» следует резкий переброс 25 о фазы колебаний на 180, и в результате на вход ускоряющей секции в течение второй половины импульса поступает энергия от ВЧ генератора и энергия, запасенная в накопитель- Зб ном устройстве.

Основным недостатком ускорителя является большой разброс частиц по энергии на выходе ускорителя, обусловленный спадом напряженности электрического поля во второй секции после переброса фазы ВЧ волны..

Целью предлагаемого изобретения является уменьшение энергетического разброса частиц на выходе ускорителя.

Поставленная цель достигается тем, что в известный линейный ускоритель заряженных частиц, содержащий источник мощности с частотой и последовательно расположенные инжектор заряженных частиц и две ускоряющие секции, причем первая подключена к источнику мощности, а вторая выполнена в виде резонатора бегущей волны, введен дополнительно инжектор-группирователь на частоте k 0/2, который установлен перед ускорителем соосно с инжектором, причем резонатор бегущей волны настроен на частоту о/2, а вдоль оси электронно-оптической системы инжектора ускорителя выпол нен сквозной пролетный канал.

Структурная схема предлагаемого ускорителя приведена на чертеже, Ускоритель состоит из инжекторагруппирователя 1, инжектора 2, первой ускоряющей секции 3, второй ускоряющей секции 4, вход и выход ко1 орой соединены цепью обратной связи с фазовращателем 5, и источника 6 ВЧ мощности. первой ускоряющей секции. Вторая секция 4 вместе с каI налом обратной связи и фазовращателем 5 образуют резонатор бегущей волны (РБВ).

Источник 6 ВЧ мощности и первая ускоряющая секция работают на частоте 1ц, а инжектор-группирователь 1 и вторая ускоряющая секции 4 — на частоте /2. Конструктивно инжектор 2 выполнен таким образом, что сруппированные сгустки.из инжекторагруппирователя 1, пролетая через инжектор 2, поступают на вход первой ускоряющей секции 3. Для питания инжектора вЂ, группирователя можно ис пользовать дополнительный источник

ВЧ мощности с частотой 1 /2, работающей в синхронном режиме с источником ВЧ мощности.

В течение первой (начальной} части импульса ВЧ мощности включен ин92 4 секции, будут получать дополнительный прирост энергии во второй ускоряющей секции. Причем, так как сгустки частиц из первой секции поступают во вторую секцию с частотой сле дования 1О, а в РБВ настроен на частоту 1 /2, то часть сгустков, влетающих в резонатор, будет дополнительно ускоряться, а другая часть— отдавать свою энергию. Таким образом, на выходе установки можно получить моноэнергетичный пучок заряженных частиц.

Редактор П.Горькова Техред А.Бабинец

Корректор M.Ìâêñèìèøèíåö

Заказ 7039/4 Тираж 793

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 з 9956 жектор-группирователь 1, а инжектор 2 выключен. Сгруппированные сгустки из инжектора-группирователя 1 с частотой следования и /2 набирают энергию в первой ускоряющей секции 3. При влете yñêoðåííîãî пучка из первой секции в РБВ происходит возбуждение второй секции, причем время нарастания поля излучения до установившегося значения определяется добротностью 1б резонатора. Поле во второй секции возбуждается в противофазе колебаний в инжекторе-группирователе. Если в некоторый момент ВЧ импульса выключить инжектор-группирователь 1 15 и одновременно включить инжектор 2, то электроны, ускоренные в первой

Энергетический разброс в данном ускорителе оказывается в 2 раза меньше, чем в известном.