Способ возбуждения ускоряющего высокочастотного поля в периодической структуре линейного ускорителя ионов
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
;ИЯ110 ;.б А ЕЛЬСТВ о ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ СВ(56) Гркдин В.К. и др. Ускорение ионов электронным пучком в спиральном волноводе. В кн.: Труды совещания по коллективным методам ускорения. Дубна: 1982, с. 156-159.Капчинский И.И. Коллективное ускорение ионов в медленной циклотронной волне трубчатого электронно пучка, Канд, дис 1982. с. 51., (54) СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ УСКОРИОЩЕГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ПОЛЯ В ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЕ ЛИНЕЙНОГО УСКОРИТЕЛЯ ИОНОВ(57) Изобретение относится к област ускорительной техники. Цель изобретения - повышение КПД и увеличение стабильности режима ускорения ускоряющего высокочастотного (ВЧ) поля юбое,в 1 3435 9 А 1 в периодической структуре линейногоускорителя ионов. Она достигаетсятем, что.при создании магнитного поля (МП) его напряженность изменяютпо длине по определенному математическому закону, при этом электроныгенерирующего пучка (П) предварительно направляют по спиральной траектории вокруг силовых линий ИП, а послевыхода электронного П из ускорителяионов его направляют в электродинамическую структуру с поперечным типомколебаний и фазовой скоростью продольной скорости П, помещенную в резонансное ИП. В описании изобретенияприведено математическое выражениедля продольной составляющей напряженности МП. Изобретение может быть использовано для ускорения ионов, длягенерации ВЧ-колебаний, для возбуждения быстрых и медленных циклотронныхволн плотности заряда в электронных П.2 з.п. ф-лы,рения11 р и м е р. Возбуждение ВЧ-поля в протонном ускорителе на Н-волне, состоящем из трех резонаторных секдий и ВЧ-рекуператора, работающих на одной частоте, производится интенсивным электронным пучком. Электронный пучок энергией 1 МэВ и током 40 Л инжектируется в направлении ускорения протонов, Продольное магнитное поле Н создается внешним соленоидом и изменяется по длине соленоида в соответствии с соотношениемч 25СО БН (2)= - "Яс у(2)+- --- хеБ и сдр(2) х 2 (Р - 1) с 2-х 2 а ь 2 ф+х 2)где 2Н (2) 30 пространственная координата вдоль оси системы, м;продольная составляющаянапряженности магнитногополя в функции от 2, Тл; Зо 27 и + - . В(2) продольная постоянная распространения и-й пространственной гармоники, мпродольная постоянная распространения нулевой пространственной гармоники,м , 1 с О в положительномнаправлении оси 2;длина периода структуры, м, 45увеличивающаяся в положительном направлении оси 2,"поперечная постоянная распространения и-й пространственной гармоники, м-; 50частота колебаний, рад с ;релятивистский фактор;.продольная скорость электронного пучка, м с , уОв положительном, чсО в отрицательном направлении "оси 2;заряд электрона, Кл;масса покоя электрона, кг; Р(2) и ч(2) 113435Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано для ускорения ионов, для генерации высокочастотных (ВЧ) колебаний и воз 5 буждения быстрых и медленных циклотронных волн плотности заряда в электронных пучках,Цель изобретения - повышение КПД возбуждения ВЧ-поля и увеличение ста бильности возбуждаемого ВЧ-поля уско 69У - ленгмюровская частотавэлектронного пучка, рад си - номер пространственной гармоники;Б - номер циклотронной гармочики,В данном примере ч 0, Б=-1, и=1,ч 0, Б=1, и=-1.Соотношение (1) выполняется повсей длине ускорителя. При этомэлектронным пучком на циклотроннойнеустойчивости с высокой степеньюЬО - -зизбирательности, ( - -10 - 10 ) возЯбуждается основной тип колебаний (и=+1) за время меньше 0,1 мкс. СтрУктура полей вблизи оси обеспечивает дпя ускоряемых ионов кулоновскую и резонансную высокочастотную радиальную фокусировку.Предельный ток ускоряемого пучка в данном случае определяется только его продольной устойчивостью. Ускорение ионов может быть осуществлено на +1-й пространственной гармонике. Напряженность магнитного поля, исходя из соотношения (1), при 0, Б=-1, и=1 создают такой, чтобы в 1-й секции ускорителя происходила генерация ВЧ-поля на +1-й пространственной и -1-й циклотронной гармониках, Генерация сопровождается уменьшением продольных и увеличением поперечных импульсов электронов, в результате чего во 2-ю секцию поступает пучок электронов, закрученных вокруг силовых линий магнитного поля. Во 2-й секции напряженность маг- нитнОГО пОлЯисходЯ из ( 1 )при ч)0 р Б=1, и=-1 создают такой, чтобы осуществлялась генерация ВЧ-поля на -1-й пространственной и +1-й циклотронной гармониках. При этом изменяется величина, но не направление магнитного поля. Одновременно происходит преобразование поперечных импульсов электронов в продольные.В 3-й секции ускорителя напряженность магнитного поля, снова соответствует генерации ВЧ-поля на +1-й пространственной и -1-й циклотронной гармониках и преобразованию продольных импульсов электронов в поперечные. В целом по длине ускорителя напряженность магнитного поля уменьшается в соответствии с увеличением длины периода структуры.з 13435 б 9После выхода из 3-й секции элект= ронный пучок с целью эффективного от-. бора у него оставшейся мощности направляется в ВЧ-рекуператор, представляющий собой ВЧ-структуру с фазовой скоростью, большей или порядка скорости электронов, с чисто поперечным типом колебаний на частоте, равной рабочей частоте ускорителя, и внешним магнитным полем, соответствующим соотношению (1). В ВЧ-рекуператоре происходит окончательное торможение пучка, а образовавшуюся ВЧ- мощность по ВЧ-тракту передают в уско ритель, тем самым повышая общий КПД,где 2 -пространственная координата вдоль оси системы, м;продольная составляющая напряженности магнитного поляв функции от 2, Тл;продольная скорость электронного пучка, м с- , чОв положительном, чсО в отрицательном направленииоси Е;заряд электрона, Кл;масса покоя электрона, кг; ч(Е) еш -Составитель Е.ГромовРедактор П,Гереши Техред М,Дидык Корректор М.Пожо Заказ 4837/57 Тираж 801 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 Формула изобретения 1. Способ возбуждения ускоряющего высокочастотного поля в периодической структуре линейного ускорителя ионов преимущественно на волне типа.Н, включающий создание магнитного поля и продольную инжекцию интенсивного электронного пучка, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения КПД и увеличения стабильности режима ускорения, напряженность магнитного поля изменяют по длине согласно выражениюшЮГ 8 гН (Е)= - ич(Е)+ ---- хг еЯц 1 с ч(2)2 (Уг -1) сг -хг 112 г фг+хг )- релятивистский фактор;И - частота колебаний, радс ;1 с =1 с +2 п+- --- продольная постоянная рас 0(Е) пространения п-й пространственной гармоники, м- продольная постоянная распространения нулевой пространственной гармоники, м ,Е 0 в положительном направлении оси Е;Р(2) - длина периода структуры, м,увеличивающаяся в положительном направлении оси Е;х - поперечная постоянная распространения п-й пространственной гармоники, м-;Ив - ленгмюровская частота 20 электронного пучка, рад с ;п - номер пространственной гармоники, преимущественноп=ф 1;Б - номер циклотронной гармоники, преимущественно 8=+1,причем режим распределения Н 2(Е), соответствующий ч)0, ЯсО, пО, или ре-жим распределения Н(2), соответствующий ч)0, ЯО, псО, задают на всей З 0 длине системы либо чередуют данныережимы по длине системы. 2. Способ по п, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что электроны генерирующего пучка предварительно на правляют по спиральной траектории вокруг силовых линий магнитного поля.3. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения КПД путем преобразования остаточ ной кинетической мощности в высокочастотную, электронный пучок послевыхода из ускорителя ионов направляютв помещенную в резонансное магнитноеполе электродинамическую структуру 45 с поперечным типом колебаний и фазовой скоростью, равной продольной скорости пучка.
СмотретьЗаявка
3651716, 10.10.1983
ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ В-8851
ИВАНОВ БОРИС ИЛЬИЧ, ОНИЩЕНКО ИВАН НИКОЛАЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: H05H 9/00
Метки: возбуждения, высокочастотного, ионов, линейного, периодической, поля, структуре, ускорителя, ускоряющего
Опубликовано: 07.10.1987
Код ссылки
<a href="https://patents.su/3-1343569-sposob-vozbuzhdeniya-uskoryayushhego-vysokochastotnogo-polya-v-periodicheskojj-strukture-linejjnogo-uskoritelya-ionov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ возбуждения ускоряющего высокочастотного поля в периодической структуре линейного ускорителя ионов</a>
Предыдущий патент: Устройство для включения газоразрядной лампы
Следующий патент: Приемно-распределительная тележка для силоса, соломы и тому подобного материала
Случайный патент: Клапан