Высокочастотная система линейного ускорителя

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 3(51) Н 05 Н 9/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЭНЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЗ(71) Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физический институт(56) 1. Кушин В.В. и др. Линейный ускоритель протонов на энергию.550 кэВ с асимметричной, фазопеременной фокусировкой. Приборы и техника эксперимента, 1972, М 6, с. 15-17.2. Тканич В.С. О воэможности фокусировки в линейном ускорителе при помощи бегущей волны, ЖЭТФ, т. 32, вып. 3, с. 625-626 (1957). (54)(57) ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ СИСТЕМА ЛИНЕЙНОГО УСКОРИТЕЛЯ с фокусировкой полем бегущей волны, содержащая блок ЯО 906341 д высокочастотного питания и ускоря.ющую систему с аксиально-симметричными ускоряющими электродами, которые имеют пролетные отверстия, образующие пролетный канал, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с цельюупрощения и уменьшения габаритоввысокочастотной системы, пролетныеотверстия выполнены с диаметром,изменяющимся вдоль оси ускорителяпо периодическому закону с периодомЛ=Лгде ф - относительная фазовая скорость фокусирующей гармоники)относительная скорость рав.новесной частицы,- длина волны ускоряющегополя в свободном пространстве.906343 ВНИИПИ Заказ 6683/4 Тираж 845 Подписное Филиал ППП "Патент", сг. Ужгород, ул, Проектная, 4 Изобретение относится к ускорительной технике, а именно к устрой-ствам, в которых происходит ускорение и фокусировка заряженных частицза счет их эффектного взаимодействия с высокочастотным электрическимполем,Известен ускоритель с асимметричной фазопеременной фокусировкой(АФПФ), в котором ускоряемые ионыфокусируются за счет пеоиодическогоасимметричного переброса фазы ускоряемой частицы относительно ускоряющего электрического поля из области фазировки и дефокусировки в область дефазировки посредством апериодического размещения ускоряющихзазоров на оси резонатора 1).Ускоритель с АФПФ прост по конструкции, однако имеет сравнительно низкий коэффициент захвата ипредельный ток ускоряемых частиц.Наиболее близкой к изобретениюявляется высокочастотная системаускорителя с фокусировкой полембегущей волны, содержащая ускоряющуюсистему с аксиально-симметричнымиускоряющими электродами, образующими пролетный канал, и блок высокочастотного питания с двумя генераторами для возбуждения в ускоряющей,системе ускоряющей и фокусирующейволн 2 ).Недостатками устройства, принятого за прототип, являются его сложность, большие габариты и высокаястоимость, обусловленные наличием вблоке высокочастотного питания двухгенераторов с разными частотами исистемы их синхронизации.Целью изобретения является упрощение и уменьшение габаритов высокочастотной системы линейного ускорителя.Цель достигается тем, что в высокочастотной системе линейного ускорителя с фокусировкой полем бегущейволны, содержащей блок высокочастотного питания и ускоряющую системус аксиально-симметричными ускоряющими электродами, которые имеютпролетные отверстия, образующие пролетный канал, пролетные отверстия выполнены с диаметром, изменяющимсявдоль оси ускорителя по периодическому закону с периодо/Зф рЛ=Мф Ргде 3 - длина волны ускоряющегополя в свободном пространстве (м); относительная скорость равновесной частицы;относительная фазовая скорость фокусирующей гармоники,Периодическая модуляция диаметра пролетного канала позволяет получить в ускоряющей системе ускоряющую и фокусирующую гармоники, возбуждаемые от сщного генератора, и уменьшить габариты и стоимость высокочастотной системы за счет исключения дополнительного генератора для возбуждения фокусирующей волны и системы синхронизации генераторов. На чертеже представлена схемавысокочастотной системы линейногоускорителя.Блок 1 высокочастотного питания 30 соединен с ускоряющей системой 2,на оси которой расположены аксиально-симметричные ускоряющие электроды 3, образующие пролетный канал с.переменным диаметром 3 (2) . Фазовую 25 скорость ускоряющей гармоники )эР иглубину модуляции диаметра выбирают исходя из требуемого коэффициента захвата частиц в режим ускорения и темпа набора энергии. Высокочастотная система работаетследующим образом.Электрический сигнал от блока 1высокочастотного питания возбуждаетв ускоряющей системе 2 электромагнитную волну,Вследствие периодической модуляции диаметра пролетного канала, образованного ускоряющими электродами3 с различными величинами отверстий,электромагнитная волна расщепляетсяна три гармоники; медленную ускоряющую с относительной фазовой скоростью Р, фокусирующую с относительной фазовой скоростьюзР и быст 45рую, действием которой на ускоряемыечастицы можно пренебречь. Заряженные частицы в такой системе одновременно ускоряются и фокусируются волной, возбуждаемой от одного генера 50 тора. Данное устройство позволит изб- виться от дополнительного генератора и системы синхронизации, сущест венно упростить высокочастотнуюсистему линейного ускорителя с фокусировкой полем бегущей волны и сократить ее габариты и стоимость в1,5-2 раза.