Ускоритель заряженных частиц

СОЮЗ СОВЕТСКИХХВЕЛ ШаиииРЕСг 1 хб лик 80.1144606 У 4- Н 05 Н госхддествеккый каыитет сосегю делдм ижжретений и отнеытийОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с СВИДЕТЕПЬСТ К АВТОРСИ(54) (57) УСКОРИТЕЛЬ ЗАРЯЖЕННМХ ЧАСТИЦ, содержащий инжектор, две ускоряющие секции, соединенные системойтранспортировки пучка, и генераторВЧ-мощности, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения экономичности ускорителя и упрощения конструкции, в него дополнительно введены фазовращатель и инвертор, приэтом фазовращатель подключен междувходом и выходом одной ускоряющейсекции, а выход генератора ВЧ-мощности подключен к входу фазоинверторавыход которого подключен к другойускоряющей секции.5 10 15 ЗО 35 46 45 Изобретение относится к ускорительной технике, а более конкретно к линейным электронным ускорителям с рециркуляцией пучка, и предназначено для использования в ядерной физике, радиационной химии, активационном анализе, лучевой терапии и т.д,Известен линейный ускоритель электронов с рециркуляцией пучка, состо" ящий из инжектора, ускоряющей секции, возбуждаемой ВЧ-генератором, и системы транспортировки пучка, представляющей собой четыре поворотных магнита и набор магнитных линз. Система обеспечивает двукратное прохождение пучка через ускоряющую секцию, что позволяет при малых значениях ускоряемого тока в пределе удвоить, по сравнению с системами без рециркуляции, энергию электронов на выходе ускорителя.Однако в ускорителе невозможно по" лучить более чем двукратное увеличЕ- ние энергии ускоряемых частиц.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ускоритель заряженных частиц, состоящий из инжектора, двух ускоряющих секций, питание каждой из которых осуществляется от собственного ВЧ-генератора, и системы транспортировки пучка в вице четырех поворотных магнитов, обеспечивающих многократную рециркуляциюускоряемого пучка.К недостаткам такого ускорителя следует отнести сложность системы ВЧ-питания, снижающую экономичность установки. Кроме того, наличие двух генераторов ВЧ-мощности и узла синхронизации приводит к существенному увеличению габаритов всего ускорителя.Целью изобретения является повыщее нее экономичности ускорителя и упрощение его конструкции.Поставленная цель достигается тем, что в известный. ускоритель заряженных частиц, содержащий инжектор, две ускоряющие секции, соединенные системой транспортировки пучка, и генератор ВЧ-мощности, введены фазовращатель и инвертор, при этом фазовращатель подключен между входом и выходом одной. ускоряющей секции, а выход ге" нератора ВЧ-мощности подключен к вхо" ду Фазоинвертора, выход которого подключен к другой ускоряющей секции.На чертеже приведена структурная схема предлагаемого ускорителя. Ускоритель состоит из инжектора 1,первой ускоряющей секции 2, фазовогоинвертора 3 (например, импульсногофазовращателя со сдвигом фазы на180 ), генератора 4 ВЧ-мощности, второй ускоряющей секции 5, вход и выходкоторой соединены через фазовращатель6, и системы транспортировки пучка ввиде четырех поворотных магнитов 7,8, 9 и 10.Вторая секция 5 совместно с фазо.вращателем 6 образует резонатор с бегущими волнами (РБВ), который выполняет функции накопительного и ускоряющего устройства,Ускоритель работает следующим образом.Пучок заряженных частиц из инжектора 1 посредством поворотного магнита 7 вводится в первую ускоряющую секцию 2, где осуществляется егогруппировка в сгустки и ускорение.Далее ускоренный пучок из секции 2через поворотные магниты 8 и 9 вво. дится в РБВ, при этом происходит возбуждение ВЧ-поля во второй ускоряющейсекций 5, Время нарастания ВЧ-поляизлучения пучка до установившегося значения определяется добротностью РБВ,Поле во второй секции 5 возбуждается в противофазе по отношению к фазе ВЧ-колебаний в первой ускоряющей секции 2. Если в некоторый момент ВЧ-импульса генератора инвертировать фазу на входе первой ускоряющей секдии 2 с помощью Фазового инвертора 3, то в оставшуюся часть импульса частицы дополнительно ускоряются в секции 5. Затем ускоряемые сгустки через поворотные магниты 10 и 7 вводятся повторно в ускоряющую секцию 2.Таким образом, рабочий цикл ускорителя состоит из периода накопления энергии поля излучения пучка в РБВ и периода использования запасенной энергии путем быстрого переброса фазы на 180 инжектируемых в РБВ сгустков ускоряемых частиц фазовым нивертором 3.Так как для ускорителя по схеме проготипа возможна реализация толькодвукратной рециркуляции пучка черезпервую ускоряющую секцию, предлагаемая схема ускорителя при приблизительно равной выходной энергии на 20-253 экономичней и проще по конструкции за счет исключения одногоВЧ-генератора и отсутствия системысинхронизации./1 Тиран 7 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Рауш5 Подпискомитета СССРи открытийская наб., д. 4/5