Ускоряющая система

СОЮЗ СОВЕТСКИХОМФРПепжииРЕСПУБЛИН аа а 1) ш 4 Н 05 Н 9/00, 9/04 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДУПЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ СбдОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУИВА част сеертьратор резон волно точ продоиес Вс нера а.с сиса явибррезгой 2, У коряющотличаюточки крепленины по окружносотносительно д, при 0 с (с 360 а п и.1,что азнесе одна Ч в я те торов натора а угол(71) Московский ордена ТрудовогоКрасного Знамени инженерно-физический институт(56) Авторское свидетельство СССРВ 705972, кл. Н 05 Н 7/00, 1978.(54)(57) 1. УСКОРЯЮЩАЯ СИСТЕМА поавт.св. В 705972, о т л и ч а ю -щ а я с я тем, что, с целью уменшения высокочастотных потерь иупрощения настройки на рабочую У каждый полуволновый вибв местекрепления в корпу тора разделен на два четв ых, свернутых в спирали, и крепления вибраторов смедна относительно другой в ьном направлении на расстояопределяемое из выражения М 4, где Ъ - длина волны ге 1143309Изобретение относится к ускорительной технике, а точнее к ускорителям ионов, и наиболее эффективноможет быть использовано для получения больших замедлений, порядка100 и более.Известна ускоряющая система,овисанная в авт.св, В 705972,выполненная в виде цилиндрическогорезонатора, нагруженного спиралью,закрепленной в корпусе. резонаторав точках, отстоящих одна от другойна/2, содержащей пролетные трубки, расстояние между которыми кратноэ о /2, где- относительнаяфазовая скорость, 9 - длина волныгенератора. В ускоряющую системувведены два продольных электродапараллельно оси, закрепленные наспирали в точках, отстоящих однаот другой на Ф , причем точки креплений одного электрода сдвинутыотносительно точек крепления другого электрода на спирали на % /2так, что точки креплений электро"да на спирали сдвинуты отиосительно точек креплений спирали в корпусе резонатора на % /4, а пролетныетрубки установлены на продольныхэлектродах.Недостатком этой системы следует считать сложность ее настройкина требуемую резонансную частоту.Кроме этого, существенным недостатком является то, что максимальнаянапряженность магнитного поля сосредоточена в одном месте, там,где середины полуволновых вибраторов крепятся в корпусе резонатора,что приводит к увеличению потерь резонатора. Цель изобретения - уменьшение высокочастотных потерь в системе и упрощение настройки ее на рабочую частоту.Это достигается тем, что в ускоряющей системепо авт,св, Р 705972 /каждый полуволновый вибратор в месте крепления в корпусе резонатора разделен на два четвертьволновых, свернутых в спирали, а точки крепления вибраторов смещены одна относительно другой в продольном направлении на расстояние 0, при 0(0%/4 Точки крепления вибраторов могут быть разнесены по окружности резонатора одна относительно другой на. угол 1 , при 0с 36050 55 5 10 15 20 25 30 35 40 45 На чертеже изображен один извариантов выполнения предлагаемойускоряющей системы.Она состбит из цилиндрическогокорпуса резонатора 1, в котором напротивоположных сторонах закреплены четвертьволновые вибраторы 2,свернутые в спираль. Свободные концы вибраторов объединены двумяпродольными электродами 3, к которым попеременно крепятся пролетные трубки 4.В данной конструкции продольныеэлектроды расположены внутри спиралей, однако это необязательно, еслидиаметр спиралей небольшой, топродольные электроды с пролетнымитрубками могут крепиться и снаружиспиралей. Точки крепления вибраторов расположены на диаметральнойлинии, хотя в общем случае они могут быть расположены в любых другихточках и угол Ю между ними можетбыть выбран любой в диапазоне от0 до 360Расстояние, на которое точкикрепления вибраторов смещены однаотносительно другой в продольном направлении, выбирается в диапазоне0 6%/4, Значение Р не можетравняться % /4, так как в противном случае расстояние между точкамизакрепления двух соседних одноименных вибраторов на продольном электроде будет равно/2, а следовательно,для возбуждения резонаторана длине волны Ъ длины вибраторовдолжны быть равны нулю. Одновременно с этим продольные электроды становятся неэквипотенциальными, таккак они становятся активной частьювибраторов и на них уже будет существовать некое распределение потенциала. По этой причине величинане может равняться или превышать/4,Соседние спирали, представляющие собой четвертьволновые вибраторы, могут иметь как одинаковое направление навивки, так и противоположное. В каждом конкретном случае направление навивки спиральных вибраторов завцсит от конструктивных особенностей ускоряющей структуры и распределения магнитного поля, которое необходимо создать в резонаторе. В данном случае все четвертьволновые вибраторы имеют одикаковое направление навивки спиралей.Предлагаемая система работает следующим образом.Резонатор возбуждается на стоячей волне низшего типа. Продольные электроды 3 и пролетные трубки 4, закрепленные на четвертьволновых вибраторах 2, оказываются вточках, соответствующих пучности электрического поля, а точки крепления вибраторов в корпусе резонатора оказываются в узле электрического поля. Причем направление навив ки спиральных вибраторов выбрано так, что при едином магнитном потоке, охватывающем все вибраторы, продольные электроды оказываются под противоположными потенциалами. Поэтому на соседние трубки всегда подается максимальная разность потенциалов, Электрическое поле в зазорах между трубками используется для ускорения заряженных частиц.Предложенная ускоряющая система будет иметь меньшие высокочастотные потери, что очевидно из сравнитель ного рассмотрения распределения магнитного поля по сечению резонатора. В прототипе максимальная напряженность магнитного поля, а следовательно, и .максимальные наведенные токи в проводящих поверхностях, обуславливающие потери, приходятся как раз на то место, где вибраторы закреплены.в корпусе резонатора. В предложенной ускоряющей системе точки крепления вибраторов вынесены из области максимального магнитного поля. Кроме этого вибраторы в продольном направлении расставлены в два раза равномернее, чем в прототице, что также способствует уменьшению высокочастотных потерь. Исходя из этого можно утверждать, что предложенная ускоряющая система будет обладать меньшими высокочастотными потерями по сравнению с известной.В предложенной ускоряющей системе имеется возможность подстраивать резонансную частоту, изменяя длину вибраторов, При этом нет необходимости изготавливать вибраторы заново, так как их можно надставить или же отрезать. Как видно из чертежа, длину спирали можно из-, менять в пределах четверти витка от точки А до точки Б, При этом,если вибратор имеет длину лишь в,половину витка, то максимальноеизменение резонансной частоты может достигать 503, Если вибраторвыполнен в виде спирали с несколькими витками, то чем дольше витков,тем в меньших пределах этим способом можно перестроить резонансную 10 частоту. Однако при малом количестве витков эта возможность играетбольшую роль при настройке системына требуемую резонансную частоту.Кроме этого, имеется возможность 15 изменять резонансную частоту резонатора, изменяя длину спирали перемещением мест крепления четвертьволновых вибраторов в корпусе резонатора,при этом угол с может изменяться 20 от 0 до 360 . Однако длина вибраоторов может быть изменена не тольков пределах длины полуокружности, нои на целое число окружностей диаметром, равным диаметру спирали, что 25 равноценно применению четвертьволноФвых вибраторов в виде спиралей сразличным количеством витков.В предложенной ускоряющей системе упрощается процесс настройки системы на рабочую частоту, так какизменение длины вибраторов можнопроизводить, перемещая места закреп"ления спиралей в корпусе резонатора,при этом радиус спирали остаетсяпрежним, продольные электроды и 35пролетные трубки не изменяют местоположение и повторных работ по юсти.ровке не требуется.По сравнению с известной предложенная ускоряющаяся система является более компактной, так как приодинаковом диаметре и шаге спирали она будет иметь меньшую резонансную частоту за счет того, что местакрепления вибраторов в корпусе резонатора разнесены по окружности наугол и смещены в продольном направлении. Поэтому при одинаковой резонансной частоте предложенная структура может быть сделана с меньшимипоперечными размерами.Таким образом, предложенная ускоряющая система имеет меньшие высокочастотные потери и.поперечные размеры, а также будет более удобной принастройке на резонансную частотупо сравнению с базовым объектом-прототипом.143309 СоставительРедактор Л,Письман Техред М,Пароца Корректор С.Чер Заказ одписн Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная,55/5 Тир ВНИИПИ Гусударстпо делам изоб 035, Москва, Ж7.93нного комитета СССтений и открытий Раушская наб., д.