Ускоряющая структура с пространственно-однородной квадрупольной фокусировкой

.М.Венгров, А.А.Никитин Кушин21.384,6(088.8)руды Ч Всесоюзногосовещания орителям заряженных частиц. ука,.1977, с,288.орское свидетельство СССР 12,кл. Н 05 Н 9/041968.7) УСКОРЯЮЩАЯ СТРУКТУРА С ПР ТВЕННО-ОДНОРОДНОЙ КВАДРУПОЛЬКУСИРОВКОЙ в виде четырехого резонатора, содержащая . ичный корпус резонатора, усяюфил(2 (4 ные сна юстч а ю щуменьшсе ускискажетродытельноэтом дО-, креплесимметрсекцииудовле.В и в Непр работы равенст камерах ся ехнс структура эффекии импульсных пу о теплосъем с их ностьютоки к сторон ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ПНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(54) (5 СТРАНС НОЙ фО камерн гермет1Изобретение относится к ускор отельной технике, в частности кобласти линейных ускорителей, и мож исйользоваться при создании новых и реконструкции действующих линей ных ускорителей интенсивных пучко ускоренных частиц.Одной из основных тенденций в технике линейных ускорителей при получении интенсивных пучков ионо является использование ускоряющих структур с пространственно-одноро ной квадрупольной фокусировкой.Известна ускоряющая структура пространственно-однородной квадру нольной фокусировкой в виде четыр проводной линии с двойным Н-резонатором.Эта ускоряющаятивна при ускоренков частиц, однак е-фокусирующие электроды с ированной кромкой, укреплен- помощью механизмов юстировки ировочных балках, о т л и -а я с я тем, что, с целью ения потерь частиц в процесорения за счет уменьшения ния распределения полей, эле выполнены в виде последоварасположенных секций, при ва юстировочных механизма ния каждой секции расположен ично относительно середины а расстояние 1 между ними творяет выражению 1/31/Ьгде Ь - длина секции. узлов оказывается в известной мере затруднительным.Наиболее близким техническим решением к изобретению является ускоряющая структура с пространственно- однородной квадрупольной фокусировкой в виде четырехкамерного резонатора, содержащая герметичный корпус резонатора, ускоряюще-фокусирующие электроды с профилированными кромками, укрепленные с помощью механизмов юстировки на юстировочных балменным условием нормальной скоряющей структуры являет о магнитных полей во всех резонатора. На практике эт о удается обеспечить с точ е лучше, чем 5-77 Поэтому торые протекают по разным электродов, всегда нескол11182 45 ко отличаются друг от друга и,как следствие, отличается и тепловьщеление на этих сторонах, что приводит к искривлению электродов в поперечном направлении. При больших теплоБ выл нагрузках изгибы электрода до%стигают значений в сотни микрон,что приводит к перекосам полей в резона" торе и потерям частиц пучка в процессе ускорения.Целью изобретения является уменьшение потерь частиц в процессе ускорения за счет уменьшения искажения распределения полей.15Поставленная цель достигается тем, что в ускоряющей структуре с пространственно-однородной квадрупольной фокусировкой в виде четырех- камерного резонатора, содержащей гер-.20 метичный корпус резонатора, ускоряюще-фокусирующие электроды с профилированной кромкой, укрепленные с помощью механизмов юстировки на юстировочных балках, электроды выполнены в виде последовательно расположен-, ных секций, при этом два юстировочных механизма крепления каждой секции расположены симметрично относительно середины секции, а расстояние 1 между ними удовлетворяет вы" ражению 1/3 с 1/Ь1/2, где Ь - дли- на секции.Такая конструкция ускоряющей структуры позволяет даже в условиях больших тепловых нагрузок поддерживать положение этих точек неизменными, а выбор расстояния между указанными сечениями в соответствии с указанным выражением обеспечивает40 важнейшее свойство данной конструкции, а именно: при любых тепловых нагрузках изгиб секции в поперечном в направлен происходит так, что средняя часть секции вдавливается внутрь одной из камер, а оба конца секции - внутрь соседней камеры, поэтому изменения объемов этих сосед-, ,них секций оказываются примерно одинаковыми, и даже при зиачительных тепловых изгибах не происходит 0 .перекосов фокусирующего поля, которые :могут приводить к .потерям частиц.Если расстояние между сечениями не удовлетворяет указанным соотноше 19 4ниям, то объемы, вытесненные искривленным электродом в соседних камерах, оказываются различными и собственная частота одной камеры становится вьппе, а у соседней ниже рабочей и возникает азимутальная несимметрия фокусирующего поля. В случаях, когда 11/2 или 11/3, перекосы достигают значений более 15"203, что может привести к потере более половины ускоряемого пучка.На фиг.1 представлена ускоряющая структура с пространственно-однородной квадрупольной фокусировкой, продольный разрез; на фиг.2 - то же, поперечныи разрез.ускоряющая структура содержит герметичный корпус 1, в котором раз= мещены секции электрода 2. Каждая секция закреплена на двух юстировочных механизмах 3 на одной из юстировочных балок 4. Устройство содержит камеры 5 и 6. Юстировочные механизмы размещены симметрично относительно середины секции и расстояние между ними 1 выбрано из условия 1/31/Ь1/2, где Ь - длина секции.Ускоряющая структура работает следующим образом.При введении ВЧ-энергии по электродам секции протекают ВЧ-токи большой плотности, выделяя интенсивные потоки тепла, При этом потоки тепла с обеих сторон электрода ока.зываются различйыми и возникает градиент температуры, который приводит к изгибу электрода 2,В своем новом положении часть электроде 2 смещена в область камеры 5, а остальная часть смещена в область камеры 6. При выбранном соотношении между длиной электрода 2 и расстоянием. между точками закрепления вытесненные объемы оказываются ,примерно одинаковыми, поэтому симметрия поля не будет нарушенаКонструкция ускоряющей структуры позволяет создавать ионные ускорители с пучками большой интенсивности, когда ВЧ-потери в стенках достигают десятки киловатт на погонный метр..Яаказ 749 Тираж б 94ВНИИПИ Государственного комитета по изо113035, Москва, Ж, Р тениям ская н Подписное ткрытням и д. 4/5