Ускоряющая система ускорителя заряженных частиц

/О ТЕНИ Бюл. В 6инженерно-Аизическ ванов,ов А,А.Пролектронов энергией:Атомизидетельство СССР 05 Н 9/00, 1973 с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Вальднер О.А., Глазект линейного ускоренияна 10 МэВ с регулируемойУскорителиг вып, ХТ 1/.дат, 1975.Авторское свУ 409659, кл. Н(54) УСКОРЯЮЩАЯ СИСТЕМА УСКОРИТЕЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ(57) Изобретение может быть использовано при разработке ускоряющихустройств линейных и циклических ускорителей.Цель изобретения - увеличение выходной энергии, снижение нестабильности выходных параметров системы без потери мощности на развязкувнешнего стабилизирующего резонатораи генератора. ВЧ-мощность генератора(Г) через ВЧ-тракт 2 поступает в шестиполюсный трансформатор типа волны1374454 ется во входную и выходную секции ,(С) 4 и 5. Входная С 4 представляет собой резонирующую полость, образующуюся при .закорачивании С 4 со сто-, роны входа пучка. Выходная С 5 работает в режиме бегущей волны, которая обеспечивается поглощающей нагрузкой 8 с согласованием входа С 5 с соответствующим плечом ТТВ 1. Электрическая длина ВЧ-тракта от Г до ТТВ 1 и электрическая длина от центра диафрагмы 10 связи до ТТВ 1 выбраны из соотношений, представленных в тексте описания. Поэтому при отклонении частоты Г от номинального значения 1- 47 выходной СВЧ-мощности поступает обратно в Г в виде соИзобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при разработке ускоряющих устройств линейных и циклических ускорителей.Цель изобретения - увеличение выходной энергии и снижение нестабильности выходных параметров системы беэ потери мощности на развязку внешнего стабилизирующего резонато" ра и генератора,На чертеже изображена предложенная ускоряющая система.Ускоряющая система содержит шестиполюсный трансформатор 1 типа волны (ТТВ), одним плечом связанного ВЧ-трактом 2 с генератором 3 ВЧ-мощ" ности, а два других плеча соединены с входной 4 и выходной 5 секциями. Входная секция закорочена фланцем 6 со стороны входа пучка, в котором имеется запредельное отверстие 7 для пролета частиц. К концу выходной секции 5 присоединена поглощающая согласованная нагрузка 8. Заряженные частицы поступают в устройство из инжектора 9. Генератор 3 ВЧ-мощности соединен с входной секций 4 посредством диафрагмы 10.Устройство работает следующим образом. ответствующим образом сфазированнойобратной волны и обеспечивает стабилизацию частоты Г. Входная С 4 выполняет одновременно два функции ускорения на стоячей волне и стабилизирующего Г резонатора. Стабилизациячастоты Г приводит к улучшению стабильности выходных параметров пучка - энергии и тока, наличие частиускоряющей системы, работающей в режиме стоячей волны, приводит к увеличению темпа ускорения и, как следствие, к уменьшению общей длины ускоряющей системы, Разделение соседних типов колебаний в короткой С 4увеличивает предельный ускоряемыйток. 1 ил. ВЧ-мощность от генератора 3 черезВЧ-тракт 2 поступает в ТТВ 1, а затемперераспределяется во входную 4 ивыходную 5 секции. Выходная секция 5работает в режиме бегущей волны, который обеспечивается поглощающей нагрузкой 8 на конце секции и согласованием входа секции с соответствующим плечом ТТВ. Входная секция 4 пред ставляет собой резонирующую полость,образующуюся при закорачивании секции со стороны входа пучка. Расстояние от середины диафрагмы 1 О связирезонатора до ТТВ, электрическаядлина ВЧ-тракта между трансформатором и генератором и коэффициент связи трансформатора с генератором выбраны таким образом, что при отклонении частоты генератора от номинального значения 1 - 47. выходной СВЧмощности генератора поступает обрат но в генератор в виде соответствующим образом сфазированной обратнойволны обеспечивает стабилизацию частоты генератора - явление затягивания частоты автогенератора внешнейрезонансной нагрузкой. Цлина же полости трансформатора подобрана так,что волны, прямая от генератора и ото30 раженная от входной секции, складываются в выходной секции в фазе.Это1374454 1,= (2 п+1) рт 4 э Гт РГ где Ъи Ъ- волноводные длины волн в соответст Составитель И.ЗацепинаТехред И. Дидык Корректор С.Шекмар Редактор Л.Пчолинская Заказ 620/56 Тираж 833 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий б 4Подписное 113035, Москва, Ж 35, Раушская над. /5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 выполняется в том случае, когда электрическая длина ВЧ-тракта от генератора до трансформатора типа волны и электрическая длина от центра диаф 5 рагмы связи до трансформатора типа волны выбраны удовлетворяющими соот, Ртношениям: 1 = (2 п+1) Р и ЯРт 4 ртРГ(2 в+1), где Ъ, и , - вол РГ РГ новодные длины волн в соответствующихлиниях передачи, м, и -и ш - любыецелые числа. 1Таким образом входная секция вы 15 полняет одновременно две функции: ускорения на стоячей волне и стабилизирующего генератор резонатора, Выходная секция работает в обычном режиме бегущей волны. Пучок заряженных час го тиц поступает в ускоряющее устройство иэ инжектора 9, в качестве которого могут быть использованы например, катодный Узел, группирующая секция или ускоряющая секция. Проходя последовательно входную и выходную секции пучок частиц набирает энергию, Дополнительная стабилизация частоты генератора приводит к стабильности выходных параметров пуч 30 ка - энергии и тока. Наличие части ускоряющей системы, работающей в режиме стоячей волны, приводит к увеличению темпа ускорения и, как следствие, к уменьшению общей длины 35 ускоряющей системы. Кроме того, в короткой входной секции соседние типы колебаний хорошо разделены,что увеличивает предельный ускоряемый ток по сравнению с системами, целиком работающими на стоячей волнеФормула и э обретенияУскоряющая система ускорителя заряженных частиц, содержащая последовательно и соосно расположенные инжектор, входную ускоряющую секцию, соединенную посредством диафрагмы связи с соответствующим плечом шестиполюсного трансформатора типа волны, вход которого посредством ВЧ- тракта соединен с выходом питающего генератора, и выходную ускоряющую секцию на бегущей волне, на конце которой присоединена согласованная нагрузка, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения выходной энергии и снижения нестабильности выходных параметров системы без потери мощности на развязку внешнего стабилизирующего резонатора и генератора, входная секция выполнена в виде многозазорного высокодобротного резонатора, электрическая длина ВЧ-тракта от генератора до трансформатора типа волны и электрическая длина от центра диафрагмы связи до трансформатора типа волны выбраны удовлетворяющими соотношениямгти Б т =(2 ш+1)вующих линияхпередачи, м;и и ш - любые целые числа,а выходная секция на бегущей волнесогласована на рабочей частоте ссоответствующим плечом трансформатора типа волны,