Способ ускорения пучка электронов с малой скважностью в циклическом ускорителе

 

СПОСОБ УСКОРЕНИЯ ПУЧКА ЭЛЕКТРОНОВ С МАЛОЙ СКВАЖНОСТЬЮ В ЦИКЛИЧЕСКОМ УСКОРИТЕЛЕ, включающий воздействие на пучок продольным электрическим полем на локальных участках орбиты пучка, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей способа, в качестве продольного электрического поля используют импульсное поле, при этом частоту следования импульсов электрического поля выбирают меньшей, чем частота синхротронных колебаний электронов в пучке, длительность импульсов выбирают меньшей, чем период синхротронных колебаний электронов в пучке, а период следования импульсов - меньшим, чем время затухания синхротронных колеба (Л ний электронов .в пучке. со со ел со te

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„997596 1бц Н 05 Н 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И OYHPbITMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЬИЬЛИОТГ а

1 (21) 3328490118-21 (22) 14.08.81 (46) 30.10.84. Бюл. И- 40 (72) А.С. Мазманишвили и Л.В. Репринцев (53) 621.384.6(088.8) (56) 1. Г. Брук Циклические ускорители заряженных частиц. N. Атомиздат, .1970.

2. В.Г.Вещеревич, N,M. Карлинер, Г.Н. Кулипанов, И.К. Седляров, В.M. Петров, А.Н. Скринский, М.А.Шеронов. Труды Третьего Всесоюзного совещания по ускорителям заряженных частиц. M. "Наука", 1973, т. 1, с. 397-402 (прототип). (54)(57) СПОСОБ УСКОРЕНИЯ ПУЧКА

ЭЛЕКТРОНОВ С МАЛОЙ СКВАЖНОСТЬЮ В ЦИКЛИЧЕСКОМ УСКОРИТЕЛЕ, включающий во— действие на пучок продольным электрическим полем на локальных участках орбиты пучка, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей способа, в качестве продольного электрического поля используют импульсное поле, при этом частоту следования импульсов электрического поля выбирают меньшей, чем частота синхротронных колебаний электронов в пучке, длительность импульсов выбирают меньшей, чем период синхротронных колебаний электронов в пучке, а период следования импульсов — меньшим, чем

O время затухания синхротронных колебаний электронов .в пучке.

1 99

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при формировании интенсивных ускоренных пучков с прецизионными параметрами для физического эксперимента.

Известен способ 1, включающий уменьшение амплитуды ускоряющего

ВЧ-поля и адиабатическое уменьшение энергии пучка.

Согласно известному способу уменьшение амплитуды ускоряющего ВЧ-поля и адиабатическое уменьшение энергии пучка приводит к увеличению фазовых размеров сгустков в пучке, что уменьшает его скважность.

Недостатком известного способа является необходимость изменения режима работы циклического ускорителя, что ограничивает его функциональные возможности.

Наиболее близким к изобретению является способ ускорения пучка электронов с малой скважностью в циклическом ускорителеГ2, включающий воздействие на пучок продольным электрическим полем на локальных участках орбиты пучка.

Согласно известному способу, продольное электрическое поле возбуждается ускоряющим резонатором и имеет высокочастотный характер. При этом уменьшение скважности пучка заряженных частиц достигается путем уменьшения расстройки высокочастотного резонатора, установленного на орбите.

Функциональные возможности известного способа недостаточно широки, так как он реализуется только в достаточно узком диапазоне интенсивностей накопленного пучка.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей способа.

Поставленная цель достигается тем, что по способу ускорения пучка электронов с малой скважностью в циклическом ускорителе, включающему воз действие на пучок продольным электрическим полем на локальных участках орбиты пучка, в качестве продольного электрического поля используют импульсное тормозящее или ускоряющее поле. Частоту следования импульсов электрического поля выбирают меньщей, чем частота синхротронных колебаний электронов в пучке, Длительность импульсов выбирают меньшей, чем

7596 2 период синхротронных колебаний электронов в пучке,а период следования импульсов — меньшим, чем время затухания синхротронных колебаний электронов в пучке.

На чертеже схематически показано устройство для реализации способа.

Оно содержит кольцевую выкуумную камеру 1, вдоль которой образован ь

10 кольцевой магнитный фокусирующий канал для удержания частиц на равновесной орбите, импульсный ускоритель 2 и подключенный к нему импульсный генератор 3 с источником

4 питания.

В качестве импульсного ускорителя можно использовать линейный индукционный ускоритель.

Способ реализуется следующим об—

После завершения процесса ускорения по замкнутой орбите в циклической камере на ее локальном участке создают продольное электрическое импульсное поле с помощью ускорителя.

Воздействие электрического поля приводит к возникновению продольных колебаний заряженных частиц, причем через временной интервал, меньший времени затухания синхр отронных колебаний, движение разных частиц будет иметь независимый и случайный характер в результате воздействия спонтанной эмиссии квантов синхротронного излучения. При этом в установившемся стационарном режиме пучок заряженных частиц, обращающихся по орбите в ускорителе, будет иметь большие размеры, чем он их имел без

40 воздействия электрическим полем.

Выбор параметров возмущающего электрического поля обусловлен следующими соображениями. Длительность каждого из импульсов электрического поля выбирают меньше периода синхротронных колебаний частиц для того, чтобы заряженная частица, совершив один или несколько оборотов, не попала в пределах длительности импуль50 са в противофазу своего синхротронного, колебательного движения. Период следования импульсов выбирают меньшим, чем время затухания синхротронных колебаний для того, чтобы возбудившееся синхротронное колебательное движение заряженной частицы от каждого предыдущего импульса не успело затухнуть к моменту последующего им96

9975

Составитель В. Краснопольский

Техред И. Метелева Корректор А. Ференц

Редактор П.Горькова

Заказ 7088/3 Тираж 782

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

3 пульса электрического поля. Наконец, частоту следования импульсов электрического поля выбирают меньшей, чем частота синхротронных колебаний для того, чтобы обеспечить нерезонансный режим раскачки продольных синхротронных колебаний.

В результате за,счет нерезонансного увеличения энергии продольных колебаний частиц в каждом из сгуст- . 1О ков его фазовая протяженность увели-, чивается, т.е., уменьшаются промежутки между сгустками, что в итоге уменьшает скважность пучка, Нерезонансный характер воздействия на пучок исключает развитие самобанчировки пучка, имеющей место при определенных параметрах пучка и установки в прототипе. Это в широком диапазоне режимов снимает ограничения на режим работы ускорителя и обеспечивает расширение функциональных возможностей по сравнению с прототипом.