Ускоряющая система циклотрона

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) ( 8005 Н 13 0 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Бюл, 9 44 анов 088.8) и др. Я Межя по изохронным Ванкувер, с. 10 Ио 1 Н АСМО Соши Сус 1 огоо Соп ельство СССР3/00, 1972 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 21) 2742541/18-2522) 26.03.7946) 30.11.83.72) П. В. Богд53) 621.384,6(56) 1, Басаргин Ю,ународная конференциклотронам. Канада,8- 21, 197 2.2. О. ВоСС 8 е 1, И.асС Сус 1 о 1 гоиф 1 и 1 еого, 1969, р. 34,3. Авторское свид324459, кл. Н 05 Нпоототип).(54)(57) УСКОРЯЮЩАЯ СИСТЕМА ЦИКЛОТРОНА, содержащая электролы, соединенные перемычкой, закрепленной на штоке резонансной линии, о т л и ч а -ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности работы циклотрона, ускоряющиеэлектроды соединены попарно механически жесткими токопроводящими шинами, а последние подсоединены серединами к общей перемычке,.Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при разработке циклотронов.Ускоряющая система предназначенадля сообщения импульсон заряженнымичастицами. В настоящее время имеются циклотроны с различными системами как по угловой протяженности дуантон, так и по их количеству. Известно, что прирост энергии частицы пропорционален количеству дуантов .(Ус Окоряющих электродов ) и их угловойпротяженности. Поэтому с позициибольшого прироста энергии за обороти, как следствие, лучшего разделения орбит пучков ускоряемых частици облегчения их вывода из ускорителя предпочтительны многодуантные ус- .коряющие системы,Известен циклотрон 1 , в котором применена двухдуантная ускоряющая система, Угловая протяженностьдуантон в центре 180 и ближе кпериферии - 140 . Дуанты закреплены на штоках, размещенных н герметич-,ном резонаторном баке, разделенномна два отсека. В каждом отсеке свер-ху и снизу дуантного штока расположены трехзвенные шарнирные подвижные панели для регулирования рабочейчастоты. Регулирование частоты производится за счет изменения зазора З 0между штоками (внутренними проводниками ) и панелями (внешними проводниками ), соединенными с плакировкой резонаторного бака. Для обеспечения коэффициента регулиронания частот, 35равйого 3, в такой системе (системарасчитана в основном на работу на1-й гармонике, т.е. на низких частотах ) необходимо дополнительно применять подстроечныеконденсаторы 40большой емкости.Недостатками такой системы являются большие мощности в/ч потерь(80 МВт ), обусловленные в основномбольшими емкостями дуант-плакировки 45и, низкими волновыми сопротивлениямирезонансных линий при работе системына верхних частотах; недостаточнаянадежность работы иэ-за большого количества подвижных элементов регулирования частоты (четыре трехзвенныхпанели и два подстроечных конденсатора ); громоздкость резонансных линий, обусловленнаянизкими значениями рабочих частотИзвестен циклотрон 2 1, н которомприменена ускоряющая система составления из двух резонансных систем с45 о дуантами. Резонансные линии расположены с противоположных сторон ускорительной камеры. Система рассчита 60на на работу на кратных гармониках.Ускоряющая система потребляетвдвое меньше электрической энергии,чем вышеприведенная при тех же диапазонах энергий ускоряемых частиц. 65 Недостатками системы являются йеобходимость использования двух в/ч генераторов для ее Питания; необходимость применения устройств фазирования рабочей частоты. Кроме того, такое расположение даже сраннительно компактных резонансных линий приводит к увеличению общих размеров циклотрона.Известна ускоряющая система 31, содержащая два дуанта (электрода), закрепленных на одном штоке резонансной линии при помощи перемычки.Дуанты расположены в ускорительной камере с диаметрально противоположных сторон. Здесь для двух дуантов используется одна резонансная линия с устройством регулирования частоты и не требуется устройство фазирования.Недостатком этой системы является меньший прирост энергии за оборот, чем в циклотроне при одинаковом напряжении, так как здесь используются дна дуанта с угловой протяженностью не более 60 О.Прирост энергии за оборот определяется известной формулой ЬЕ:ахеи з 1 п м -где й Е - прирост энергии; е - электрический заряд иона; 0 - ускоряющее напряжение, и - количество ускоряющих промежутков; М - номер гармоники; ) - угловая протяженность дуанта.Величина прироста энергии за оборот влияет на величину разделения орбит пучков ускоряемых частиц. При малой величине разделения орбит затрудняется нывод пучков ускоренных частиц иэ циклотрона. Применение на циклотроне двух (максимально возможного количества ) подобных систем усложняет конструкцию и снижает надежность работы циклотрона, приводит к необходимости применения двух в/ч генераторов и устройства фазирования рабочей частоты ускоряющей системы,Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности работы циклотрона.Цель достигается тем, что ускоряющие электроды (дуанты) соединены попарно с механически жесткими токо- проводящими шинами, а последние подсоединены серединами к общей перемычке.На чертеже схематически изображена ускоряющая система.Ускоряющая система содержит четыре дуанта 1, размещенные в ускорительной камере 2, две механически жесткие токопроводящие шины 3, соединяющие попарно дуанты 1, перемычку 4, на которой закреплены шины 3, шток резонансной линии 5, размещенный в резонаторе 6, и устройство 7 (напри766462 НИИПИ Заказ 10756/4 Тираж 845 илиал ПГП "Патент", г.ужгород,у писное ая,4 Гр мер, закорачивающая пластина) длярегулирования рабочей частоты,Для обеспечения симметрии ускоряющего напряжения на дуантах 1 ониподсоединены к шинам 3 серединами,а шины 3, в свою очередь, подсоединены серединами к перемычке 4, закрепленной на штоке резонансной линии.В центральной части дуанты 1 могутбыть соединены между собой . Это повышает механическую жесткость "дуант ного узла" в целом и способствуетвыравниванию ускоряющего напряженияна дуантах,Ускоряющая система с четырьмя дуантами.обеспечивает вдвое больший 15 прирост энергии частиц по сравнениюс двухдуантной при одинаковом напряжении, либо позволяет вдвое снизитьнапряжение при избранной величинеприроста энергии эа оборот. Возможность использования одной резонансной линии с одним устройством регулирования частоты для четырехдуантной ускоряющей системы повышает надежность работы и упрощает конструкцию циклотоона в целом.Для питания такой системы требуется лишь один в/ч генератор. Не требуется устройство для фазирования ускоряющего напряжения на дуантах.