Ускоряющая система

О САН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскын Соцыалыстыцескын Респубпнк)М. Кл. 5 Н,7/ОО 5 Н 9/ОО с присоединениеит заявк осудврственный квинтет СССР но делам нэобрвтенн н открытийПрыорите ДК 621.3 1(088,8) иковано 05.11,79. Бюллетень М 4 та опубликования описания 07 72) Автори изобретен) Заявител 54) УСКОРЯЮЩАЯ СИГПКМ углы,стояи Изобретение относится к области ускорительной техники, в частности к малогабаритным линейным ускорителям.ионов,Известны ускоряющие системы линейных ускорителей заряженных частиц, работающие на типе колебаний Нн 11,Такие системы имеют относительно небольшие габариты и достаточно хорошиеВЧ параметры, особенно в области малых энергий,Наиболее близким техническим решением к изобретению является ускоряющаясистема линейного ускорителя ионов типа Нвыполненная в виде цилиндрического резонатора с системой встречных штырей,на концах которых укреплены трубки дрейфа, продольные оси которых совпадаютс осью резонатораНедостатком такой системы являютсязначительные трудности в настройке ееячеек, необходимой для получения требуемого распределения ускоряющего поля вдоль оси ускорителя. Известные методы настройки, применяемые в структуре типа Альвареца, работающей на Е - волне (изменениеоодиаметра трубок дрейфа или коэффициентазазора, объемные настроечные устройствастановятся малоэффективными в случаеиспользования их в структуре типа Ни,вследствие того, что в такой структуренеобходимо компенсировать значительнобольшую расстройку ячеек, Кроме того,ни один из известных методов настройкиускоряющей структуры типа Н не обеспечивает точной подстройки частот в процессе наладки ускорителя,Бель изобретения - упрощение настрой и ячеек ускоряющей системы,Это достигается тем, что штыри расоложены таким образом, что проекции штырей каждых двух соседних трубок, кр ме первых двух, на плоскость, перпендиулярную оси резонатора, образуют меньшие 180, причем с ростом рас ия между геометрическими центрам88887. 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 3 5трубок дрейфа величина этих углов убывает.Изменение угла между какими-либодвумя соседними встречными штырями,расположенными в цилиндрическом резонаторе, приводит к изменению длины токовых линий, в результате чего изменяется индуктивность и емкость эквивалентной цепи ячеек. Таким образом, изменение высокочастотных параметровячеек ускоряющей структуры, соответствующее увеличению скорости частиц впроцессе ускорения от входного конца квыходному, может быть компенсированоизменением углов между противостоящими встречными штырями. Вследствие того, что длина ячеек ускоряющей структуры последовательно увеличивается, углымежду встречными штырями соответственно уменьшаются,Подбирая угол между встречными штырями можно также получить более рациональное распределение поля, напримерв виде трапеции,На фиг. 1 .приведен пример конструктивного осуществления ускоряющей структуры типа Н+4 с системой встречныхштырей; на фиг, 2 - распределение ускоряющего поля, полученное для ускоряющейструктуры, приведенной на фиг. 1, гдеа - синусоидальный закон распределенияполя вдоль оси, б - улучшенное распределение, полученное с помощью измененияуглов между встречными штырями; нафиг. 3 - экспериментально полученнаязависимость собственной частоты резонатора, имеющего конструкцию, приведенную на фиг. 1, возбуждаемого на волне типа Н 4, от величины угла междусоседними встречными штырями. Эта зависимость снята для однородной структуры, состоящей иэ резонатора диаметром37,5 см и длиной 83 см, нагруженного15 одинаковыми трубками дрейфа длиной2,5 см и диаметром 2,4 см..Цилиндрический резонатор 1 заключает в себе систему встречных штыреф,один из которых (2) расположены в одинряд вдоль одной образующей резонатора,а другие - встречные (3) расположенынапротив под углами, меньшими 180,эпричем величина этих углов уменьшаетсяот входного конца ускоряющей структуры к выходному с ростом расстояниямежду геометрическими центрами трубок4 дрейфа, прикрепленных к концам штырей. Угол, образованный проекциями штырей первых двух трубок дрейфа на плос-кость, перпендикулярную оси резонаторов,равен 180,Предлагаемая конструкция ускоряющейструктуры типа встречных штырей позволяет осуществить настройку частотячеек в широком диапазоне. Действительно,как видно из фиг. 2, изменение угламежду встречными штырями позволяетрегулировать частоту резонатора в диапазоне около 40%, в то время как любойиз известных методов настройки даетвозможность перестраивать собственнуючастоту ячеек только в пределах 5-10%,В то же время увеличение диаметра трубок дрейфа, приводят к значительномуувеличению емкостей нагрузки, что влечет за собой падение шунтового сопротивления резонатора. В предлагаемой конструкции ускоряющей структуры при изменении угла между соседними встречнымиштырями в диапазоне от 180 до 90шунтовое сопротивление изменяется незначительно.Таким образом, предлагаемая конструкция кроме эффекта улучшения процессанастройки и увеличения темпа ускорениипозволяет также получить существеннуюэкономию высокочастотной мощности. Формула изобретения Ускоряющая система линейного ускорители ионов типа Н, выполненная в,виде цилиндрического резонатора с системой встречных штырей, на концах которых укреплены трубки дрейфа, продольные оси которых совпадают с осью резонатора, отличающаяся тем,что, с целью упрощения настройки ячеекускоряющей системы, штыри расположенытак, что проекции штырей каждых двухсоседних трубок. кроме первых двух, наплоскость, перпендикулярную оси резонатора, образуют углы, меньшие 180, причем с ростом расстояния между геометррическими центрами дрейфа величинаэтих углов убывает.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Франции1195616,кл, Н 05 Н 9/00, 1958,2, Ковпак и др Ж,Т,Ф,", т. 34,в, 7, 1964, с. 1259,едактор Е, Месропов ктор Г. Наваров Закаэ 6632/2 Т ЦНИИ ПИ Государс по делам изобр 1130:15, Москва, раж 944 П венного комитета СС ений и открытий Ж, Рауцская наб. дписнР филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Е Ф 3 2 о г,ю ц 5 Ю ооугол иеж 8 ц сюее 3 нии 3 стрециьми иююрРгаг Рог. 3