Способ ускорения пучка электронов с малой скважностью в циклическом ускорителе

. СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛ ИСТИЧЕ(НИХ РЕСПУБЛИН Я 0997596З(51) Н 05 Н 13/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 5(РГ 11(131 Ц Д 13.; И(56) 1. Г. Брук Циклические ускорители заряженных частиц. И., Атом- издат, .1970.2. В,Г.Вещеревич, И,И. Карлинер, Г.Н. Кулипанов, И.К. Седляров, В.И. Петров, А.Н. Скринский, М.А.Шеронов. Труды Третьего Всесоюзного совещания по ускорителям заряженных частиц, М., "Наука", 1973, т. 1, с. 397-402 (прототип).(54)(57) СПОСОБ УСКОРЕНИЯ ПУЧКА ЭЛЕКТРОНОВ С МАЛОЙ СКВАЖНОСТЬЮ В ЦИКЛИЧЕСКОИ УСКОРИТЕЛЕ, включающий во - действие на пучок продольным электрическим полем на локальных участках орбиты пучка, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей способа, в качестве продольного электрического поля используют импульсное поле, при этом частоту следования импульсов электрического поля выбирают меньшей, чем частота синхротронных колебаний электронов в пучке, длительность импульсов выбирают меньшей, чем период синхротронных колебаний электронов в пучке, а период следования импульсов - меньшим, чемР время затухания синхротронных колебаний электронов .в пучке.1 99Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при формировании интенсивных ускоренных пучков с прецизионны" ми параметрами для физического эксперимента.Известен способ1 , включающий уменьшение амплитуды ускоряющего ВЧ-поля и адиабатическое уменьшениеэнергии пучка,Согласно известному способу уменьшение амплитуды ускоряющего ВЧ-поляи адиабатическое уменьшение энергиипучка приводит к увеличению фазовыхразмеров сгустков в пучке, что уменьшает его скважность.Недостатком известного способаявляется необходимость изменениярежима работы циклического ускорителя, что ограничивает его функциональные возможности.Наиболее близким к изобретениюявляется способ ускорения пучкаэлектронов с малой скважностью вциклическом ускорителеГ 2, включающий воздействие на пучок продольнымэлектрическим полем на локальныхучастках орбиты пучка,Согласно известному способу, продольное электрическое поле возбуждается ускоряющим резонатором и имеет высокочастотный характер, При этом уменьшение скважности пучка заряженных частиц достигается путем уменьшения расстройки высокочастотного резонатора, установленного на орбите.Функциональные возможности известного способа недостаточно широки, так как он реализуется только в достаточно узком диапазоне интенсивностей накопленного пучка.Целью изобретения является расширение функциональных возможностейспособа.Поставленная цель достигается тем, что по способу ускорения пучка электронов с малой скважностью в циклическом ускорителе, включающему воз действие на пучок продольным электрическим полем на локальных участках орбиты пучка, в качестве продольного электрического поля используют импульсное тормозящее или ускоряющее поле, Частоту следования импульсов электрического поля выбирают меньщей, чем частота синхротронных колебаний электронов в пучке, Длительность импульсов выбирают меньшей, чем 7596 2период синхротронных колебаний электронов в пучке,а период следования импульсов - меньшим, чем время затухания синхротронных колебаний элект.ронов в пучке.На чертеже схематически показаноустройство для реализации способа.Оно содержит кольцевую выкуумнуюкамеру 1, вдоль которой образовань10 кольцевой магнитный фокусирующий канал для удержания частиц на равновесной орбите, импульсный ускоритель 2 и подключенный к немуимпульсный генератор 3 с источником4 питания,В качестве импульсного ускорителяможно использовать линейный индукционный ускоритель.Способ реализуется следующим об 20 разом,После завершения процесса ускорения по замкнутой орбите в циклической камере на ее локальном участке создают продольное электрическоеимпульсное поле с помощью ускорителя.Воздействие электрического поляприводит к возникновению продольныхколебаний заряженных частиц, причемчерез временной интервал, меньшийвремени затухания синхр отронных колебаний, движение разных частиц будетиметь независимый и случайный характер в результате воздействия спонтанной эмиссии квантов синхротронного излучения. При этом в установившемся стационарном режиме пучокзаряженных частиц, обращающихся поорбите в ускорителе, будет иметьбольшие размеры, чем он их имел без40воздействия электрическим полем.Выбор параметров возмущающегоэлектрического поля обусловлен следую.щими соображениями, Длительность каждого из импульсов электрическогополя выбирают меньше периода синхротронных колебаний частиц для того,чтобы заряженная частица, совершиводин или несколько оборотов, не попала в пределах длительности импуль 50са в противофазу своего синхротронного,колебательного движения. Период следования импульсов выбирают меньшим,чем время затухания синхротронных колебаний для того, чтобы возбудившееся синхротронное колебательное движение заряженной частицы от каждогопредыдущего импульса не успело затухнуть к моменту последующего имЗаказ 7088/3 Тираж 782ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5т Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 3пульса электрического поля. Наконец, частоту следования импульсов электрического поля выбирают меньшей, чем частота синхротронных колебаний для того, чтобы обеспечить нерезонансный режим раскаЧки продольных синхротронных колебаний.В результате за,счет нерезонансного увеличения энергии продольных колебаний частиц в каждом из сгуст- . 1 О ков его фазовая протяженность увели-, чивается, т,е., уменьшаются промежутки между сгустками, что в итогеуменьшает скважность пучка, Нерезонансный характер воздействия на пучок исключает развитие самобанчировки пучка, имеющей место при определенных параметрах пучка и установки в прототипе, Это в широком диапазоне режимов снимает ограниченияна режим работы ускорителя и обеспечивает расширение функциональныхвозможностей по сравнению с прототипом.