Импульсный линейный ускоритель протонов

Иобрет цце относится к ускорительной технике и может быть использовано прц разработке ускорителейпротонов для целей физического эксперимента,Цепью изобретения является улучшение регулировки тока пучка, повьппениеего плотности и средней мощности.На чертеже изображена конструк Отинная схема импульсного линейногоускорителя протонов.Ускоритель содержит импульсныйдуговой источник 1 плазмы (Не ) ссистемой импульсного напуска водорода (Н) и управляющей магнитной линзой 2. Система предварительного формирования пучка диодного типа образова"ца электродами 3, 4, отверстия в которых затяцуты сетками. Трубка 5 дрейфа опцим концом электрически соединена с входным электродом высоконольт-.цой ускоряющей системы 6, а другойее конец закреплен на выходном электроде 4 системы предварительного формцронацця пучка и изолирован от него,Ускоритель снабжен источниками питания. элементами 7 и 8 диагностикипучка (Н,) и дополнит льным источником 9 питания, один полюс которого 30подключен к входному электроду высоковольтной ускоряющей системы 6, адругой - к выходному электроду 4 системы предварительного формированияпучка, 35Источник 9 выполнен регулкрукщимпо напряжению Ч в диапазоне от100 В до 200 В относительно полюса, подключенного к входному электроду высоковольтной ускоряющей системы 6, Внутренний диаметр д м 1трубки 5 дрейфа равен диаметру отверстия выходного электрода 4 системы предварительного формированияпучка, а длина Ь Ьм 1 трубки 5 дрейфа удовлетворяет условию Зд 6 Ь с 6 й,Стрелками на чертеже показанатраектория ионов.Устройство работает оледукщим об"разом, 50Включают источник 1 плазмы (Не ),систему импульсного напуска водорода (Н 2), управлякщую магнитную линзу2, а также систему предварительногоформирования пучка, высоковольтнуюускоряющую систему 6 и дополнительный источник 9 питания. При этомпучок протонов Н+ поступает в трубку5 дрейфа, в которой формируется пучок вторичных злектроцов, наиранпенньв 1 цэ трубки н источник 1 плаэмь 1, Включают элементы 2 и 8 диагностики пучка (Н+) ц регулируют напряжение Ч источника 9. Прц этом осуществляют управление величиной потока элект.ронов и трубки 5 дрейфа и тем самым обеспечивают приращение тока протонов н первичном пучке, регулируют величину потерь протонон ца стенках трубки 5 дрейфа, форму распределения плотности тока в пучке и стабилизируют положение центра тяжести пучка.Таким образом, достигается дополнительная степень ноэдействия на пучок, что упрощает регулировку тока. Чтобы исключить искажение фазового портрета пучка при его транспортировке, диаметр трубки 5 дрейфа выбирают равным диаметру отверстия выходного электрода системы предварительного формирования пучка, а ее длина 1 должна удовлетворять 1условию Ь ) Зд. При 16 й фазовый портрет пучка практически це меняется, однако возрастают потери частиц на стенках трубки 5 дрейфа, что ограничинает предел регулировки тока пучка ионов. Указанные ограничения были установлены экспериментально.Наличие дополнительной регулировки с помощью обратного потока вторичных электронов позволяет приблизить" ся к оптимальному набору характерис" тик пучка, подаваемого на вход высоковольтной ускорякщей системы, устранить эллиптичность потока и существенно понысить плотность тока ускоренного пучка протоновУдаленность высоковольтной ускоряющей системы от источника 1 позволяет снизить импульсное давление водорода и количество примесей, образующихся вследствие ионизации газа при доускорении пучка не менее, чем в 10 раз.В таблице приведены характеристики ускоренного пучка, полученные в известном и предлагаемом вариантах ускорителя.формула изобретенияИмпульсный линейный ускоритель протонов, содержащий импульсный дуго вой источник плазмы с системой импульсного напуска водорода и с управ-.1494840 Известный Предлагаемый Характеристики ускорителя 501515015 50152305 30 1,7 3,5 1,05 1,5 0,01430 0,1 101 мА/смф О, 1 д 0,02 Гц- ограничена временем восстановления источника после его облучения обратным потоком жестких электронов;- ограничена скоростью откачки, Условия на откачку в обоихвариантах одинаковые,Составитель Р.СамошеиковТехред А.Кравчук Корректор Л. Бескид Редактор Н.Каменская ее еевв ее шаееешеваеввеае юиве ш ававеаеавеевеаввш аеЗаказ 2029 Тираж 663 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно"издательский комбинат "Патент", г.Уагород, ул. Гагарийа.,101 лякщей магнитной линэой, систему,предварительного формирования пучкадиодного типа, отверстия которой закрыты сетками, высоковольтную ускоряющую систему и элементы диагностикипучка и источники питания, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюулучшения регулировки тока пучка,повышения его плотности и среднеймощности, введены дополнительный источник питания, трубка дрейфа, одинконец которой электрически соединенс входным электродом высоковольтнойускоряющей системы, а другой закреплен на выходном электроде системыпредварительного формирования пучкаи изолирован от него, дополнительный Ток в пучке, мАДлительность импульса,Ток дугового разряда, АПримеси в первичном пучке,Примеси, образующиеся придоускорении пучка, 7Ширина профиля на полувысоте в кроссовере, ммЭллиптичность профиля,равная отношению ширинв двух взаимно ортогональных проекцияхПоперечное движение центра твкести ускоренногопучка, мм/мксПлотность тока в кроссдвере,Частота запусков ускорителя,источник питания одним полюсам подключен к входному электроду высоковольтной ускоряющей системы, а дру 5гим - к выходному электроду системыпредварительного формирования пучка,причем дополнительный источник пита-ния выполнен регулируемым по напрякению в диапазоне от - 100 В до10 + 200 В относительно"полюса, подключенного к входному электроду высоко-,вольтной ускоряющей системы, причемвнутренний диаметр дЬмтрубки дрейфаравен диаметру отверстия выходного15 электРода системы пРедварительногоформирования пучка, а длина Ьм 1 трубки дрейфа удовлетворяет условиюЗд с 1.бй,