Линейный ускоритель электронов

(19) (11) 3(51) Н 04 Н 7 02 ОПИОАНИЕ ИЭОБРЕТЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУстанк овогофизичесство ССС1978 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРпО делАм изОБРетений и ОтнРытЮ(71) Московский ордена ТрудКрасного Знамени инженернокий институт(56) 1. Авторское свидетельР 624546, кл. Н 05 Н 7/02,прототип ),(54) (57) ЛИНЕЙНЫЙ УСКОРИТЕЛЬ ЭЛЕКТРОНОВ по авт.св. 1) 624546, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения энергии ускоряемых частиц,введена дополнительная связь междувыходом первой ускоряющей секции ивторой ускоряющей секцией через узелсвязи с регулируемым коэффициентомпередачи.980600 55 Составитель Е.ГромовТехред Т,фанта Редактор С.Титова КорректорГ.Решетник Тираж 677 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 10640/7 Филиал ППП "Патент",Изобретение относится к ускорительной технике, а именно к линейным электронным ускорителям с малой длительностью импульса тока.Го основному авт.св. Р 624546, известен линейный ускоритель электронов, содержащий инжектор, две ускоряющие секции, источник высокочастотной мощности, соединенный через волноводный тракт с первой ускоряющей секцией, высокочастотный вход и выход второй ускоряющей секции соединены цепью обратной связи, содержащей фазовращатель, а в высокочастотный тракт между источником высокочастотной мощности и первой ускоряющей секцией включен фазовый инвертор Г 1 3Недостатком известного линейного ускорителя является рассеяние неиспользованной в процессе ускорения в первой ускоряющей секции высокочастотной мощности в,оконечной нагрузке, что снижает КПД установки в целом.Целью изобретения является повышение энергии ускоряемых частиц путем использования части ВЧ мощности с выхода первой ускоряющей секции и эффективности ускорителя.для этого в линейный ускоритель электронов введена дополнительная связь между выходом первой ускоряющей секции и второй ускоряющей секцией через узел связи с регулируемым коэффициентом передачи.Введение этих элементов обеспечивает повышение напряженности электрического ускоряющего поля в резонаторе бегущей волны. Положительный эффект достигается в данном случае тем, что при перебросе Фазы ускоряю", щего поля в первой секции с помощью ,импульсного Фазовращателя на 180 В одновременно изменяется коэффициент" передачи узла связи.На чертеже изображена структурная схема линейного ускорителя.Ускоритель содержит инжектор 1, первую ускоряющую секцию 2, источник 3 ВЧ мощности, импульсный фазовращатель 4 со сдвигом Фазы на 180 вторую ускоряющую секцию 5 в виде резонатора бегущей волны, в цепи обратной связи которого включены фаэовращатель 6 и узел 7 связи с быстродействующим устройством для изменения коэффициента передачи, линию 8 10 15 20 25 30 35 40 45 50 передачи между первой ускоряющейсекцией и резонатором бегуйей ВОЛНЫ,длина которой обеспечивает сложеНИВ,электромагнитного поля излученияпучка и поля с выхода первой ускоряющей секции в резонаторе в фазе,Линейный ускоритель работает следующим образом. При влете ускоренного пучка из первой секции в резонатор бегущей волны происходит его возбуждение, время нарастания поля излучения до установившегося значения определяется добротностью резонатора, В то же самое время часть электромагнитного поля с выхода первой секции через линию передачи и узел связи поступает в резонатор бегущей волны и складывается в фазе с полем излучения пучка, Голе в резонаторе бегущей волны возбуждается в противоФазе по отношению к фазе колебаний в первой секции. В некоторый момент ВЧ импульса фаза инвертируется на входе первой ускоряющей секции с помощью импульсного Фазовращателя и одновременно изменяется коэффициент передачи узла связи. Оставшуюся часть импульса частицы будут дополнительно ускорять в ускоряющей секции 5. Таким образом, рабочий цикл ускорителя состоит из периода накопления в резонаторе бегущей волны энергии поля излучения пучка и части энергии поля неизрасходованной в первой ускоряющей секции в течение основной части длительности импульса тока и из периода использования запасенной энергии путем быстрого переброса фазы на 180 инжектируемых в резонаторе бегущей волны электронов инвертирующим устройством и быстрым изменением коэффициента передачи узла связи от оптимального значения до нуля.Для примера был проведен расчет ускорителя, состоящего из одной ускоряющей секции и резонатора бегущей волны. В качестве волноводной секции была выбрана ускоряющая структура ЛЭУ на энергию 2 ГэВ ХФТИ АН УССР. При величине импульсно. го тока 0,2 А и энергии ускоряемых частиц после первой секции 30 МэВ прирост энергии на резонаторе бегущей волны увеличивается в 2,2 разапо сравнению с известным линейнымускорителем,г. Ужгород, ул.Проектная, 4