Ан ссср

392608 О П И С А Н И ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоввтскииСоцкилисткчею(ихРеспублик Зависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 18.11,1969 ( 1303551/26-25)с присоединением заявкиПриоритет М. Кл. Н 051 т 9/02 Государственный комитетСовета Министров СССРио делам изобретенийи открытий Опубликовано 27.Ч 11,1973, Бюллетень ,32; УДК 621.384.66(088,8)Дата опубликования описания 31.Х 11.1973 АвторизобретенияЗаявитель А. С, Богомолов Институт химической кинетики и горения Сибирского отделения АН СССРЛИНЕЙНЫЙ УСКОРИТЕЛЬ ПРОТОНОВ В линейном ускорителе электронов частицы взаимодействуют с продольной электрической компонентой электромагнитного поля, причем для эффективного взаимодействия требуется, чтобы фазовая скорость электромагнитной волны возрастала в такой же мере, в какой увеличивается скорость ускоряемой частицы. Для этого применяют замедляющую систему типа дифрагмированного волновода дециметрового диапазона длин волн, обеспечивающую необходимый закон изменения фазовой скорости электромагнитной волны и соответствующую амплитуду электрической компоненты основной (прямой) пространственной гармоники электромагнитного поля. Инжектирование частиц осуществляется по оси аксиальной симметрии замедляющей системы со скоростью частиц порядка 0,4 - 0,5 скорости света, которая легко достигается применением инжектора с напряжением 50 - 80 кв.Однако данная замедляющая система не может быть применена для ускорения тяжелых заряженных частиц, так как напряжения инжекции, требуемые для получения скорости частиц порядка 0,4 - 0,5 скорости света, будут увеличены по сравнению со случаем ускорения электронов в число раз, равное отношению массы протона к массе электрона, что потребует применения напряжения порядка сотни мегавольт. Применение умеренных напряжений инжекции (сотни киловольт -несколько мегавольт) соответствует скоростиинжектирования частиц порядка сотых долейскорости света. Необходимое при этом замед 5 ление электромагнитной волны приводитк тому, что амплитуда электрической компоненты электромагнитного поля на оси замедляющей системы типа дифрагмированныйволновод уменьшается практически до нуля.10 В связи с этим невозможно получить большие приращения энергии частиц на один сантиметр длины ускоряющей системы,Цель изобретения - получить приращениеэнергии протонов более 10 Мэв/м в диапа 15 зоне энергий 1 - 100 Мэв и уменьшить размеры ускорителя протонов.Это достигается тем, что инжектор протонови генератор СВЧ-энергии подсоединенык противоположным концам замедляющей20 системы, выполненной в виде встречных штырей в волноводе, шаг которых выбран возрастающим от входного инжекционного концак выходному в соответствии с законом изменения скорости равновесной частицы.25 На чертеже представлен описываемый ускоритель с одной ускоряющей структурой.Он состоит из инжектора 1, участка формирования 2 и четырех ускоряющих структур,каждая из которых содержит замедляющуюЗО систему типа встречных штырей 3, генераторЗаказ 3323/1 б Изд.1814 Тираж 755 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр, Сапунова, 2 электромагнитной энергии 4 и фокусирующую систему б.В ускорителе используют замедляющую систему дециметрового диапазона длин волн, причем такую, что протоны ускоряются в результате взаимодействия с продольной электрической компонентой, обратной пространственной гармоники бегущей волны.В процессе ускорения непрерывно инжектируемый (в течение длительности импульса высокочастотных колебаний) пучок протонов диаметром порядка 1 - 2 см из инжектора с энергией порядка 1 Мэв через участок формирования, где он сжимается до диаметра 2 - 2,5 мл, поступает в замедляющую систему типа встречных штырей переменного шага, обеспечивающего выполнение условия синхронизации протонов с фазовой скоростью минус первой (обратной) пространственной гармоники электромагнитного поля бегущей волны, Последняя поступает в замедляющую систему от генератора дециметрового диапазона волн. Поперечная устойчивость ускоряемых частиц обеспечивается внешним магнитным полем фокусирующей системы б,В таком ускорителе при применении генераторов электромагнитных колебаний мощностью порядка 20 Мвт с длиной волны 16,5 см напряженность электрической продольной компоненты минус первой (обратной) пространственной гармоники достигает сотен киловольт на один сантиметр длины ускоряющей системы при диаметре ее менее 6 см.Предмет изобретения 10Линейный ускоритель протонов, содержащий инжектор, участок формирования, генератор СВЧ-энергии, фокусирующую систему и замедляющую систему, отличающийся тем, 15 что, с целью получения приращения энергиипротонов порядка 10 Мэв/м длины ускоряющей системы и уменьшения габаритов ускорителя, инженер протонов и генератор СВЧ-энергии подсоединены к противополож ным концам замедляющей системы, выполненной в виде встречных штырей в волноводе, шаг которых выбран возрастающим от входного инжекционного конца к выходному в соответствии с законом изменения скорости 25 равновесной частицы.