Ускоряющая система линейного ускорителя ионов

Союз Сфаетскнх Социапистических Ресвубпик(51) М. Кл.т н 05 н 9/00 Государственный коинтет СССРно делан изобретениЮ н открытнЮ,6(088,8) Опубликовано 070981. Бюллетень Ко 33 Дата опубликования опысания 070981(54) УСКОРЯЮЩАЯ СИСТЕМА ЛИНЕЙНОГО УСКОРИТЕЛЯ ИОНОВл, - ,рф.5 Изобретение относится .к ускорительной технике и может быть использовано при разработке линейных ускорителей тяжелых ионов на малые и средние энергии для научных и промышленных целей.Известна ускоряющая система линейного ускорителя ионов, содержащая цилиндрический резонатор, нагруженный последовательно расположенными трубками дрейфа .1.За счет резонансного взаимодействия ионов. сполем стоячей волны в зазорах между трубками дрейфа обеспечиваются ускорение ионов.Недостатком известного устройства является низкая эффективность ускорения тяжелЫх ионов в области. малых энергий, что обусловлено сложностью обеспечения поПеречной устойчивости тяжелых частиц при больших замедлениях, а также отсутствием ускорения внутри трубок дрейфа.Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является ускоряющая система линейного ускорителя ионов, содержащая коротко-замкнутый на одном конце и нагруженный емкостью трубки дрейфа на другом конце коаксиальный" 1:1; ",2резонатор, подключенный к вйсокочастотному гейератору,и устройство ра-диальной фокусировкипучка 2,При возбуждении резонатора ускорение ионов происходит в двух зазорах,образованныхдрейфовой трубкой ивнешней трубой резОнатора. РадиальнаяФокусировка пучка осуществляется с1 О помощью металлических сеток., установ-.ленных на входном и выходном отверстиях первого усКоряющего зазора. Вдрейфовой трубке ионы движутся поддействием только собственного поляпучка.Недостатком известного устройстваявляется низкая эффективность ускорения тяжелых ионов в области малыхэнергий. Это обусловлено тем, что вэтом режиме существейно ограничение20. тока ускоряемйх ионов, вызываемоеотсутствием поперечной фокусировкиПучка внутри дрейфовой трубки, имеющей, по необходимости, достаточнобольшую осевую протяженность.Возможное использование для целей радиальной Фокусировки продольного однородного или поперечного квадрупольиогбмагнитных полей в случае ниэкоэнергетических ионбв является малоэффек 30 тивным, Кроме .того, значительная про. тяженность осевого движения ионов под действием только собственного поля пучка по отношению к общей длине ускорительного тракта, определяемой поперечными размерами резонатора,приводит к относительно низкому темну .ускорения.Цель изобретения - повышение эффективности ускорения тяжелых ионов в области малых энергий.Это достигается тем, что устройство радиальной фокусировки пучка выполнена в виде расположенной внутри трубки дрейфа пространственно-однородной квадрупольной ускаряюще-Факусирующей системы, связанной с коаксиальным резонаторам с помощью индук тивных петель, выведенных через дополнительные отверстия в трубке дрейФа в объем резонатора.На Фиг. 1 показана ускоряющая система, общий вид, на фиг. 2 - папереч-нае сечение трубки дрейфа.Устройство содержит каротказамкну" тый на одном конце и разомкнутый на другом конце коаксиальный резонатор,образованный внешней 1 и внутренней 2 5трубками, помещенными в вакуумплатный корпус 3. Резонатор соединен симпульсным высокочастотным генератором 4 с помощью петли связи 5, Навнутренней трубе резонатора в абяастиего разомкнутого конца помещена дрейФовая трубка б внутри которой расположена ускоряющая система с пространственнно-однородной фокусировкой,образованная четырехпроводной линией7, У которой расстояние между двумяпроводами, лежащими в адйай плоскости с осью ускорителя, изменяется па длине линии. Шины квадрупальнай линии .попарно подсоединены к петлям связи8: и 9,расположенным ниже дрейфовой 40 трубки па ее оси, На входном и,вьхадном отверстиях первого ускоряющегозазора установлены металлические сет ки 10 еУстройство работает следующим об.разам.Резонатор возбуждается импульсным генератором. Инжектируемьи в ускоритель па оси .:иойы, ускорившись в первом зазоре, ,дрейфуют в межполюсное пространство четырехпроводной линии, где они процолжают ускоряться аксиальной квази 1 гармонической составляющей высокочастотного электрического поля, приложенного к линии, одновременно испытывая факусирующее действие его поперечных квадрупольных составляющих, Далее ионы ускоряются во втором зазоре и поступают в тракт разводки пучка.Помещение внутрь дрейфовой трубки высокочастотной квадрупольной фокусирующей и ускоряющей системй, питание которой осуществляется путем отбора части мощности от коаксиального Ускоряющего резонатора, обеспечит, во-первых, эффективную радиальную фокусировку ионов при их движении внутри дрейфовой трубки, что в конечном счете приведет к повышению пре-. дела импульсной интенсивности пучка и, во-вторых, позволит увеличить прирост энергии на единицу длины ускоряющего. тракта, что даст возможность поднять, при: условии введения в резонатор соответствующей дополнительной мащиости, конечную энергию ускоренных ионов.При этом эффективности, как поперечной Фокусировки, так и дополнительного ускорения, увеличиваются при уменьшении энергии ускоренных ионов, т.е. при ускорении более тяжелых и соответственно, имеющих меньший удельный заряд частиц.Формула изобретенияУскоряющая система линейного ускорителя ионов, содержащая короткозамкнутый на одном конце и нагруженный емкостью трубкидрейфа на другомконце коаксиальный резонатор, подклщченный к высокочастотному генератору, и устройство радиальной фокусировки пучка, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью повышения эффектив-.ности ускорения тяжелых ионов в области малых энергий, устройство ра-.диальной фокусировки пучка выполненов виде расположенной внутри трубкидрейфа пространственно-однороднойквадрупольной ускоряюще-Фокусирующейсйстемы, связанной с коаксиальным резонаторомс йомощью индуктивных петель, выведенных через дополнительные отверстия в трубке дрейфа в объемрезонатора,Источники информации,принятые зо внимание при экспертизе1. Вальдпер О,А.Власов А.Л.Ыальнов А.В, Линейные ускорители,Атамиздат. Москва, 1969, с. 154.2, Абдульманбв В,Г, ПредприятиеИЯФ-25; Новосибирск, 1978,с. 3-10 прототип).:И Составите мамина йехред Иедактор исно ква ул. Проектнаа нт г 3 6771/бб Ти- ВНиИПИ Госуда по делам йэ 113035, Мосль З.щэаснопольский Рейвес . Корр 889 .-: Подлвенного комитета СССРетений н открытийЖ, Раушская наб., д. 4/5