Линейный резонансный ускоритель протонов и отрицательных ионов водорода

Союз Советских Социалистицеских Республик(11 55478 1 ОР СКОМУ СВИДЕПДЬССВУ 1) Дополнительное к авт. свид-ву(51 Кл, 5 Н 0 асударстеенный хамит Совета Мнннстроа ССС по делам изобретенийи открвтнй 23) Приоритет43) Опубликовано 25,12.77, Бюллетень 445) Дата опубликования описания 24.12.7,6(0 2) Авторы изобретен 1, Бацких, В. В. Кушин и Б Заявнтел 4) ЛИНЕЙНЫЙ РЕЗОНАНСНЫЙ УСКОРИТЕЛЬ ПРОТОН И ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ИОНОВ ВОДОРОПАИзобретение относится к ускорительнойхинке и может быть использовано для создания новых и реконструкции действующих ускорителей, предназначенных для различных отраслей народного хозяйства, где требуются пучки протонов и ионов с особенно высоким значением импульсного тока частиц,Известен ускоритель протонов, в котором для увеличения тока частиц ускоряют одновременно 1 протоны и отрицательные ионы водорода, используя две сепаратрисы в пределах одного периода ускоряющего ВЧ поляНаиболее близким техническим решением является линейный резонансный ускорительпротонов и отрицательных ионов водорода, содержащий начальную часть, вклю чающую многоканальную замедляющую систему, имеющую, например, тт ускоряюшефокусирующих каналов, где тт = 1,2,3,. на выходе которой расположен расщепляюший магнит, и основную часть, на входе которой расположен суммирующий магнит, и частота ускоряющего поля в ней в тт раэ выше, чем в начальной части. В этом ускорителе разделение пучковпротонов и ионов между начальной и основной частью позволяет ввести необходимыйсдвиг по фазам между сгустками протонов5 и ионов с тем, чтобы каждый сгусток частиц попадал в соответствующую сепаратрису основной части ускорителя, Однако вэтом ускорителе в его основной части заполненными оказываются только часть сеО паратрис, в связи с чем ускоренный тококазывается малым, а КПД низким,Цель изобретения - повышение КПД ускорителя я.Поставленная цель достигается тем, что5 между расшепляюшим и суммирующим магнитами параллельно друг другу размещеныдва сумматора сгустков протонов и ионов,причем каждый сумматор содержит высокочастотный резонатор круговой поляризации,О Кроме того, многоканальная замедляющая система начальной части ускорителя вы.полнена в виде многоканального резонаторас трубками дрейфа, в каждой из которых параллельно друг другу размещеноттквадру 5 польных линз.В этом случае все 2 н пучков частиц будут ускорены в одной ускоряющей структуре, В рвзулнгате этого КПО начальной части, а вместе с тем и КПД всего ускорителя в целом возрастет 5На чертеже показана схема предлагае,мого ускорителя, в котором начальная часть выполнена в виде пятилучевого резонатора, а в сумматорах размещены ВЧ резонаторы с круговой поляризацией поперечного элект рического поля.Ускоритель содержит начальную часть , расшепляюший магнит 2, сумматоры 3 и 4, предназначенные соответственно для сложения сгустков протонов и отрицательных 15 ионов водорода, суммирующий магнит 5 и основную часть 6, Начальная часть выполне на в виде многолучевого резонатора с трубками дрейфа, в каждой из которых размещено параллельно пять квадрупольных линз, 20 В каждом из сумматоров 3 и 4 предусмотрены участки ионопроводов 7 с различной длиной которые обеспечивают сдвиг фазы между сгустками на величину 2 Й/р, фиксирующая линза 8 и ВЧ резонатор 9 с кру говой поляризацией электрического поля на частоте, начальной части ускорителя, В ос-. новной части предусмотрен ускоряюше-фокусируюший канал, в котором ускорение ве- дется на частоте в пять раз более высокой, 30 чем в начальной части.Ускоритель работает следуюшим образом.Пять пучков частиц, состояших из последовательно чередуюшихся сгустков протонов и отрицательных ионов водорода ускоряются 35 в пяти каналах начальной части и на ее выходе разделяются расшепляюшим магнитом на пять пучков протонов и пять пучков ионов. Протонные пучки попадают в сумматор 3, а ионные пучки в сумматор 4, Попав в сумматор в одной и той же фазе, сгустки частел проходят .участки ионопроводов с различной длиной и приобретают сдвиг по фазе друг относительно друга на величину 2 Й/И .Затем пучки фокусируются линзой 8 и в 45 точке кроссовера по тупают в резонатор 9,. который выравниваетпоперечные скоростивсех сгустков и выстраивает их в один псследовательный ряд, Полученные суммарныепучки ионов и протонов сводятся суммирующим магнитом в один пучок, который инжектируется в основную часть, заполняя всеего сепаратрисы. В резулвгате ток ускоренных частиц в основной части всзрастет впять раз по сравнению с иэвестньщ ускорителем.Как показывают расчеты, изменив конструкцию линейного ускорителя меэоннойфабрики в соответствии с предложеннымрешением можно повысить ток ускоренныхчастиц в нем до 0,5-1 А и тем самым сушесгвенно повысить его КПО, а также расширить область применения такого ускорителя, Так как усовершенствование затрагивает только начальную часть ускорителя, тообъем работ по его реконструкции будетсравнительно невелик,формула изобретения1, Линейный резонансный ускоритель протонов и отрицательных ионов водорода, содержащий начальную часть, включающую многоканальную замедляющую систему, имеющуюнапримери ускоряюше-фокусируюших каналов, где и = 3.,2,3, на выходе которой расположен расшепляюший магниг, и основную часть, на входе которой оасположенсуммирующий магнит, и частота ускоряюшего поля в ней в г раз выше, чем в начальной части, о т л и ч а юш и й с.я тем,что, с целью повышения КПД ускорителя,между расшепляюшим и суммирующим магни.тами параЛлельно друг другу размещены два:сумматора сгустков протонов и ионов, причем каждый сумматор содержит высокочастотный резонатор коуговой поляризации,2, Линейный ускоритель по п.1, о тл и ч а ю ш и й с я тем, что многоканальная замедляющая система начальной частиускорителя выполнена в виде многоканального резонатора с трубками дрейфа, в каждой из которой параллельно друг другу Размещено и квадрупольных линз.Составитель Б. МуринРедактор Г. Селищева Техред Н, Бабурка Корректор Л, ФедорчукЗаказ 5014/29 Тираж 1003 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб,д. 4/5 филиал ППП фпатент"г. Ужгород, ул, Проектная, 4