Устройство для формирования сгустков заряженныхчастиц

1-оессевнрватеен. -о- г",хниче,-;к,оОбиоРкотена МЬд ОП ИСАН ИИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик Зависимое от авт идетельства1601311/26-25) Заявлено 21.Х.197 М, Кл, Н 05 т 7/О Н 05)т 9/Ос присоединением заявкиГосударственный камите Совета Министров ССС по делам изобретений и открытийПриоритетОпубликовано 05.7Дата опубликован К 621,384,6(088.8) 1973, Бюллетеньописания 25,Х,1973 Авторыизобретения А, Прудников, Д, Г. Борисов, А, И, Грызлов, Ю.и Ю. ф, Чичикалов стуко аявител УСТРОЙСТВ ФОРМИРОВАНИЯ СГУСТКОВ ЗА ЧАСТИЦ ННЪХ 2 тся в том, ных частиц листронноколебаний,Изобретение относится к области ускорительной техники, преимущественно к устройствам генерации импульсных последовательностей заряженных частиц с увеличенным, относительно исходного периода группирования, интервалом между сгустками.Известны ускорители электронов, генерирующие импульсную последовательность сгустков, каждый из которых относится к одной из нескольких спектральных линий, Следующее за модуляцией энергии разделение сгустков по энергии и распределение их по каналам позволяет получить для время-пролетной методики сгустки, следующие с интервалом, который превышает исходный период группирования.Известен также способ группирования электронов в полях различных частот, по которому электроны в начальной фазе процесса группируют в электромагнитном поле исходной частоты, а в конечной фазе процесса группируют и ускоряют в поле более низкой (по сравнению с исходной) частоты. Устройство, осуществленное по этому способу, генерирует импульсную последовательность сгустков, следующих с интервалами, которые так же, как и в первом примере превышают исходный период группирования. Кроме того сгустки, благодаря использованию для ускорения более низкой частоты, чем для исходного группирования, оказываются более мопохроматичными.Однако, в обоих устройствах существование сгустков, поступающих в волноводную 5 систему в промежутках между теми сгустками, которые предполагается использовать во время-пролетной методике, значительно влияет на токовую характеристику пучка в диафрагмированном волноводе. Предельная 10 величина тока частиц, направляемых в каналвремя-пролетной методики, зависит от полного тока частиц в секции диафрагмированного волновода, ограниченного сверху из-за явления разрушения пучка в диафрагмированном вол поводе наведенными электромагнитными полями.Цель изобретения - увеличить ток частицдля время-пролетной методики и повысить количество частиц в отдельных сгустках пу тем отодвигания границы по максимальномутоку за счет отведения нежелательных сгустков в сторону, коллимирования перед входом в волновод и использования группирователя клистронпого типа для исходного группирова ния, а также получить один сгусток частицза импульс (в импульсе).Сущность изобретения заключаечто исходная группировка заряженосуществляется группирователем к30 го типа, возбукденным на частоте5 10 15 20 25 30 35 45 50 55 60 65 3превышающей частоту возбуждения ускоряющего резонатора и частоту возбуждения диафрагмпрованного волновода, после которой производится модуляция сгустков по энергии и отбор с помощью разделительного магнита и коллиматора необходимых сгустков, направляемых после этого в диафрагмированный волновод.С конструктивной точки зрения, сущность изобретения заключается в том, что после источника заряженных частиц на трассе пучка расположены группирователь клистронного типа, ускоряющий резонатор, разделительный магнит, коллиматор, и диафрагмированный волновод, причем генератор высокочастотных колебаний через фазовращатели соединен с ускоряющим резонатором и диафрагмированным волноводом, а через умно- житель - с другим генератором высокочастотных колебаний, выход которого соединен с группирователем клистронного типа,Ь 1 ежду группирователем клистронного типа и ускоряющим резонатором на трассе пучка могут быть дополнительно расположены чоппер (резонатор с поперечным электрическим полем), соединенный с генератором высокочастотных колебаний для питания группирователя через фазовращатель, и предварительный коллиматор. Источник заряженных частиц в этом случае может быть модулирован нарастающим (или спадающим) по амплитуде импульсом,На фиг, 1 изображена блок-схема устройства, где: 1 - источник заряженных частиц, 2 - группирователь клистронного типа, 3 - ускоряющий резонатор, 4 - разделительный магнит, Б - коллиматор, б - диафрагмированный волновод, 7 - генератор высокочастотных колебаний с частотой8 - фазовращатель, 9 - умножитель частоты, 10 - генератор высокочастотных колебаний с частотойи 11 - фазовр ащатель,На фиг. 2, а изображена последовательность сгустков на входе ускоряющего резонатора, где 12 - 19 - сгустки заряженных частиц; на фиг. 2,б - фазы влета сгустков в ускоряющий резонатор, а на фиг. 2,в - фазы влета сгустков в волновод.Устройство работает следующим образом.В волноводе б и в ускоряющем резонаторе 3 при помощи генератора 7 возбуждают колебания с частотой а в группирователе 2 возбуждают колебания с частотойпри помощи генератора 10. Источник 1 ипжектирует непрерывный поток частиц, который прп прохождении через группирователь 2 соединяется в сгустки, следующие друг за другом с частотой , (фпг. 2, а). Эти сгустки попадают в ускоряющий резонатор 3 и либо ускоряются в нем, либо тормозятся, в завпспмости от фазы влета каждого сгустка в резонатор 3 (фиг, 2, б), Фазовращатель 8 устанавливается в положение, при котором некоторые сгустки,У 2например 13 и 18 (при -- , равном 5) полуЛ чают в ускоряющем резонаторе 3 наибольший прирост энергии. Из ускоряющего резонатора 3 сгустки попадают в разделительный магнит 4, в котором напряженность магнитного поля подобрана таким образом, чтобы через отверстие коллиматора Б проходили только сгустки 13 н 18, получившие в резонаторе 3 наибольший прирост энергии, После коллиматора б сгустки попадают в область начальных фаз волновода б, расположенных вблизи равновесной фазы, что обеспечивает оптимальную группировку и ускорение частиц в волноводе б, выполненном, например, с переменными параметрами ячеек.Таким образом, на выходе волновода б получают импульсную последовательность частиц с увеличенным относительно исходного периода группирования интервалом между сгустками.При включении чоппера, сфазированного должным образом и запитанного от генератора 2, и при одновременной модуляции источника 1 частиц изменяющимся по амплитуде импульсом после прохождения предварительного коллиматора может быть получена короткая импульсная последовательность заряженных частиц, состоящая например из 33 сгустков. В том числе, когда соотношение частоти , равняется 33, в волновод б может быть инжектирован один сгусток за все время импульса.Проведение через волновод б только тех сгустков, которые предназначены для непосредственного использования в эксперименте, позволяет значительно увеличить импульсный ток источника частиц (вплоть до его естественного предела) и получить высокие значения тока на выходе волновода. Предмет изобретения 1, Устройство для формирования сгустков заряженпых частиц, содержащее источник частиц, группирователь клистронного типа, диафрагмированный волновод, высокочастотный генератор и фазовращатели, отличающееся тем, что, с целью увеличения количества заряженных частиц в сгустках, образующих импульсную последовательность на выходе волновода, на трассе пучка после источника заряженных частиц расположены группироватсль клистронного типа, ускоряющий резонатор, разделительный магнит, коллиматор и дпафрагмироваппый волновод, причем генератор высокочастотных колебаний через фазоращатели соединен с ускоряющим резонатором и диафрагмированным волноводом, а через умножнтель частоты - с генератором высокочастотных колебаний для питания группирователя, выход этого генератора соединен с групппрователем клистронного типа.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью получения одиночных сгустков,343649 5 вращатель, и предварительный коллиматор, аимпульсный генератор питания источника ча.стиц выполнен по схеме с регулируемым наклоном вершины импульса. Составитель Е. Гром Техред 3. Таранеико корректоры: Г, Запорожец и Е. Сапуноваедактор Л. Мазуро Заказ 2838/6ЦНИИП Изд. М 776 осударственного комитета по делам изобретений и Москва, Ж, РаушскаяТипография, пр. Сапунова на трассе пучка между группирователем клистронного типа и ускоряющим резонатором расположены чоппер, соединенный с генератором для питания группирователя через фазоТираж 755 Подписноовета Министров СССРоткрытий