Линейный резонансный ускоритель многозарядных ионов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОФАУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Соцналнстнческнх Республнк(22) Заявлено 240278 (21) 2584714/18-25с присоединением заявки Нов Н 05 Н 9/04 Государственный комитет СССР ио делам изобретений н открытий(088. 8) Дата опубликования описания 150280(54 ) ЛИНЕЙНЫЙ РЕЗОНАНСНЫЙ УСКОРИТЕЛЬ МНОГОЗАРЯДНЫХИОНОВИзобретение относится к ускорительной технике, в частности к области техники ускорения многозарядных ионов, и может быть использовано при создании ускорителей для Физических исследований и при создании малогабаритных ускорителей тяжелых ионов для прсмышленных целей, например, при производстве тонких фильтров .Известен ускоритель ионов, содержащий ускоряющие секции с фазопеременной фокусировкой и секции с квадрупольной Фокусировкой, между которыми размещена обдирочная мишень (Ц. В этсм ускорителе использование квадрупольной Фокусировки позволяет вести одновременно ускорение ионов с широким спектром зарядов. Однако раз" мещение самих квадруполей в ускоряющей структуре сопряжено со значитель-о ным усложнением конструкции ускори" теляИзвестен также линейный резонансный ускоритель многозарядных ионов 23содержащий хотя бы одну ускоряющую секцию с фазопеременной фокусиров. кой, в которую поступает пучок, со-" держащий ионы разной зарядности.Недостатком такого ускорителя яв- ляется то, что из широкого спектра ионов в нем ускоряются ионы только одной эарядности, а остальные частицы теряются.Цель настоящего изобретения состоит в снижении потерь ускоряемых ионов,Поставленная цель достигается тем, что упомянутая секция выполнена многоканальной, с числом каналов, равным числу сортов ионов . Перед .секцией размещен .сепаратор,пучка, направляющий в каждый из каналов секции ионы только одной зарядности Чл, а в секции.введены надстрочечные элемейты, создающйе в каждом канале ускоряющее поле с напряженностью Е, которое удовлетворяет следующему условиюгЕ Ч сопятКроме того, упомянутая секция выполнена в виде резонатора с четверть- волновыми вибраторами, оси которых размещены в одной плоскости, и в каждом вибраторе размещены апертурные отверстия по числу каналов, все оси которых лежат также в той же плоскости, При таком выполнении ускоряющей секции, когда все апертурные отверстия лежат в одной плоскости, упрсщает. ся перевод пучков в многолучевую716151 Формула изобретения ЦНИИПИТираж ЯЯ 3 Филиал ППП г, Ужгород Проектная,часть и потери частиц при переходеснижаются,На чертеже приведен схематическийразрез участка ускорителя на входе вмноголучевую ускоряющую секцию, которая выполнена в виде системы четвертьволновых вибраторов,ускоритель содержит ускоряющуюсекцию 1, которая выполнена в видерезонатора с четвертьволновыми вибраторами 2. В вибраторах предусмотренотри апертурных отверстия 3. Перед ускоряющей секцией размещен сепараторчастиц в виде двух пар отклоняющйхпластин 4 и 5.Ускоритель работает следующим образом, . 15Пучок частиц от источника ионовили от обдирочной мишени поступаетна вход в сепаратор и отклоняетсяна угол М который пропорционалензарядности иона20(Е 6фо 7где- длина пластины сепаратора;У - энергия потока частиц,- относительная скорость частиц,Пройдя затем пространство дрейфа,пучок поступает на вторую пару отклоняющих пластин и получает отклоняющий импульс в противоположную сто- Зорону. В результате этого пучок ионовоказывается разделенным на рядпуч ков с разрядностями Ч. Каждый изэтих пучков поступает в соответствующий ускоряющий канал: пучок с наименьшей эарядностью попадает в канал, расположенный вблизи пучностинапряжения в вибраторе, а пучок смаксимальной зарядностью попадает вканал, наиболее удаленный от пучнос Оти. Так как в ускоряющих каналах амплитуда поля связана с зарядностьюотношением Е:ц : сопят, то каждыйиз пучков в своем канале в каждомускоряющем зазоре получит одинаковыеприращения энергии, и следовательно,все частицы во всех пучках будут двигаться "синХронно друг другу сускоряющим полем Е,пКак видно, использование предложенной трехканальной послеобдирочной, О ускоряющей секции позволяет снизитьпотери частиц втрое по сравнению спрототипом, Тем самым удается существенно повысить эффективность использования ускоряющей секции с фазопеременной фокусировкой для ускорения тяжелых многозарядных ионов,1. Линейный резонансный ускоритель многозарядных ионов; содержащийхотя бы одну ускоряющую секцию с фазопеременной фокусировкой в которуюпоступает пучок, содержащий ионы резонансной зарядности, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью снижения потерь ускоряемых ионов, упомянутая секция выполнена многоканальной с числом. каналов, равным числусортов ионов, перед секцией размещенсепаратор пучка, направляющий в каждый из каналов секции ионы толькордной зарядности ц, а в секции введены надстрочечные элементы, создающие в каждом канале ускоряющее полес напряженностью Е, которое. удовлет.воряет следующему условию:Е 4 : сопв12. Ускоритель по и, 1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что упомянутаясекция выполнена в виде резонатора счетвертьволновыми вибраторами, осикоторых размещены в одной плоскостии в каждом вибраторе размещены апертурные отверстия по числу каналов,все оси Которых лежат также в той жеплоскости.Источники информации,йринятые во внимание. при экспертизе1. Кошкарев и др, Линейный ускоритель ионов с двойным прохождениемпучка. Международная конференция поускорителям заряженных частиц, Аннотация докладов, Серпухов, 1977, М1977.2. Веников Н.И, и др. Ускорительтяжелых ионов на энергии сотни мегаэлектронвольт на нуклон. Пятое всесоюзное совещание по ускорителям заряженных частиц, Дубна, октябрь 1976,Ч , 1976, с . 6 (прототип) .