Ускоряющая структура линейного ускорителя заряженных частиц

но аелам вобретений н нткрытОпубликовано 05,01.80 Ьюллетень М 1 Дата опубликования описания 05.01,80(54) УСКОРЯЮЩАЯ СТРУКТУРА ЛИНЕЙНОГО УСКОРИТЕЛЯ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ Изобретение относится к ускорительной технике, и может быть использовано при создании линейных ускорителей тяжелых частиц с высоким КПД. Известна ускоряющая структура линейного ускорителя заряженных частиц, содержащая волновод, нагруженный диэлектрическими шайбами Г 11,За счет ввода в систему высокочастотной1 О мощности и замедления фазовой скорости вол. ны диэлектрическими шайбами осуществляется резонансное ускорение заряженных частиц.Недостатком известного устройства является низкий КПД, что обусловлено потерями15 энергиив диэлектрике, и ограниченной величиной КПД источника высокочастотной мощности.Известна также ускоряющая структура линейного ускорителя заряженных частиц, содержащая объемный резонатор с установленными в нем на пути следования частиц электродами с отверстиями пролета частиц, и источник высокочастотной мощности, подключенный к ре.эонатору 121 За счет возбуждения в резонаторе стоячих волн электромагнитного поля осуществляется резонансное ускорение заряженных частиц, пролетающих через отверстия в электродах.Недостатком известного устройства является его низкий КПД, что обусловлено низким КПД преобразования сетевой мощности в высокочастотную в источнике высокочастотной мощности.Цель предлагаемого изобретения - увеличение КПД ускорителя.Для этого соседние электроды подключены к полюсам источника постоянного напряжения противоположной полярности, и попарно соеди.иены установленными между ними конденсаторами.На фиг 1 дана схема ускоряющей структуры с одним электродом; на фиг. 2 - схема структуры с несколькими электродами: на фнг. 3 представлен конкретный вариант пред. лагаемой конструкции ускоряющей структуры линейного ускорителя заряженных частиц.Устройство состоит из объемного резонатора 1, электродов 2 и конденсаторов 3, а в ва708546 15 рианте конкретного конструктивного выполнения в него дополнительно входят источник 4ВЧ мощности, запускающее устройство 5, плос.кие электроды 6 и 7 с центральным отверстием для прохождения частиц, причем диаметрэлектродов 7 равен диаметру резонатора 1,и электроды 7 электрически соединены с резо.натором по постоянному току, элементы 8связи, кольцевые конденсаторы 9 и инжек.тор 10. Предлагаемая ускоряющая структура линейного ускорителя заряженньгх частиц работает следующим образом.При подключении источника постоянного напряжения к электроду 2 одним полюсом, а к днищам, соединенным с корпусом резонатора, другим полюсом, в полости резонатора между электродом 2 и днищами резонатора, слежащими электродами, образуются электрические поля, изображенные на фит, 1 векторамии В, равные по величине и противоположные по направлению. К резонатору подключается источник ВЧ мощности и в резонаторе устанавливается электрическое поле, периодически изменяющегося направления, причем в ,части резонатора между днищем и электродом 2, соединенными конденсатором, электрическое ВЧ поле замкнется через конденсатор неэави. симо от направления ВЧ поля, а в другой части пространства, между электродом 2 и днищем, оно будет существовать, периодически меняя направление. Взаимодействуя в этой части пространства с постоянным полем, ВЧ поле будет увеличивать или уменьшать послед. нее, В момент времени, когда ВЧ поле, изобра. женное вектором К, достигнет величины поля изображенного вектором В, и будет направлено противойоложно последнему, в этой части пространства результирующее поле станет равным 4нулю, т, е. образуется пространство дрейфа для заряженной частицы.В многоэлектродном варианте (фиг. 2) последовательность участков дрейфа и участков ускорения обеспечивает резонансное ускорение заряженных частиц, причем, в варианте конструкции (фиг. 3) выполнение электродов 6 и 7 дисков с элементами 8 связи и кольцевыми конденсаторами 9, обеспечивает разделение резонатора 1 на ряд связанных ячеек: мощность в которые подводится от источника 4 ВЧ мощности, а ускоряемые частицы поступают от ин. жектора 10.В данном устройстве значительная часть мощности, расходуемой на ускорение, потребляется от источника постоянного напряжения, повышает КПД всего ускорителя. Формула изобретения Ускоряющая структура линейного ускорителя заряженных частиц, содержащая обьемныйрезонатор с установленными в нем на путиспедования частиц электродами с отверстиямидпя пролета частиц и источник высокочастотной мощности, подключенный к резонатору,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с цельюувеличения КПД ускорителя, соседние электЗО роды подключены к полюсам источника постоянного напряжения противоположной полярности и попарно соединены установленнымимежду ними конденсаторами.Источники информации,ЗБпринятые во внимание при экспертизе1, Теория и расчет линейных ускорителей,М., Тосатомиздат", 1962, с. 203 - 210.2. Вальдемар О, А., Власов А. Д, Шиль.ков А. В, Линейные ускорители. М "Атом 40 издат", 1969, с. 154.708546 8600 8 Ч мощности Р испочиику иостояккосомалряжол иоОооо Ю нощкосяги Составитель В, КраснопольскийРедактор Б. Павлов Техред М, Петко Корректор Н, Задерновск 1 б)55 Тираж 885,ЦНИИПИ Государственного коми по делам иэобретений и отк 13035, Москва, Ж - 35, Раушскаякаэ Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4