Ускоряющая система линейного ускорителя ионов

(51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ як,Г.Папкович.03 12.62.кусировк1, 1963,2Недостатком этой системы является то, что соседние трубки дрейфа повернуты одна относительно другой вокруг продольной оси на 90 . Это приводит к ограничению пропускной способнос- (Д ти пролетного канала, величина кото- юь 1 рого в этом случае будет определяться р,ы размером меньшей стороны прямоуголь- рника. ОбЦелью изобретения является увели- р чение предельного значения ускоряемого тока.Поставленная цель достигается тем, что трубки ориентированы так, что широкие стороны соседних трубок дрейфа параллельны между собой.На фиг. 1 представлена ускоряющая система, общий вид; на фиг, 2 "распределение поля,на фиг. 3 - область продольного захвата ускорителя.Конструктивно эта система представляет собой цилиндрический резонаетехниряющая яженная резонойи дрейсече- ного ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Патент США 9 254559кл. 315-5,61, опублик. 2Патент США У 3063754,кл. 315-5.42, опублик. 4Анисимов Г.М. и др. Фускоряющим полем. ПТЭ, Вс. 21-22. Изобретение относится к технике ускорителей и может быть использовано при создании сильноточныхлинейных ускорителей заряженных частиц.Известны ускоряющие структуры с аксиально-симметричными трубками дрейфа и круглой апертурой,Недостатком таких ускорителейявляется недостаточно высокое знач ние плотности тока ускоряемых частиц. Наиболее близким известнымческим решением, является ускосистема линейного ускорителя тлых заряженных частиц, выполнев виде полого цилиндрическогонатора, соосно и вдоль продольоси которого расположены трубкфа с прямоугольным поперечнымнием, при этом апертура пролетканала также имеет прямоугольнформу,(54) (57) УСКОРЯЮЩАЯ СИСТЕИА ЛИНЕЙНОУСКОРИТЕЛЯ ИОНОВ, выполненная в видполого цилиндрического резонаторасоосно и вдоль продольной оси которого расположены трубки дрейфа спрямоугольным поперечным сечением,при этом апертура полетного каналатакже имеет прямоугольную форму,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,целью увеличения предельного значения ускоряемого тока, трубки дрейфаориентированы таким образом, что широкие стороны соседних трубок дрейфа параллельны между собой.671684 50 тор 1, на оси которого размещены трубки дрейфа 2, Крепление трубок дрейфа к резонатору осуществляется с помощью плоских подвесок 3. Подвески могут быть прикреплены к стенкам трубок дрейфа с меньшим поперечным размером. Принципиально трубки дрейфа могут быть прикреплены и прямо к образующей резонатора. В этом случае достигается максимально возможная длина большей стороны прямоугольника, поперечного сечения трубки дрейфа.Длины трубок дрейфа и зазоры между ними рассчитываются, например из условия обеспечения переменно-фазовой фокусировки, применение которой в данном случае весьма эффективно.Пучок частиц, инжектируемый в такую структуру, имеет ленточную форму с аналогичными размерами в поперечном сечении,Если длина щели будет на порядок больше ширины, то такой ускоритель сможет ускорить ток примерно в 3, 6 раза больший, чем ускоритель с аксиальной апертурой, равной ширине щели.Если взять тридцатикратное превышение длины над шириной щели и рас.смотреть не предельный случай, то значение предельного тока такой структуры будет, примерно в 13-14 раз выше, чем у аксиальной с радиусом апертуры, равным полуширине щели.35Следовательно, ускоритель со щелевыми трубками дрейфа способен ускорить больший предельный ток, чем такой же ускоритель с аксиально-симметричными трубками дрейфа.Увеличение размеров прямоугольной трубки дрейфа вдоль одной из координат не создает провала ускоряющего поля на оси, как это происходит при увеличении радиуса аксиально-симметричной трубки. Это объясняется тем, что поле на оси определяется, грубо говоря, близостью металлической поверхности трубки. В данном случае спад поля определяет меньший размер щели, который может быть выбран равным размеру апертурыч аксиально-симметричной трубки дреифа при котором продольное движениеФ55 являетсяустойчивьнч. Больший размер щели практически не влияет на распределение поля. Эти данные подтверждены измерениями распределения поля на моделях. Измерения электрическогополя в зазоре между щелями вдоль ихдлины проводилось методом малоговозмущающего тела (фиг. 2), Видно,что ускоряющее поле в зазоре междущелями близко к однородному и симметрично.Создание поперечной устойчивостив ускоряющей структуре такого типасводится к достижению устойчивости,в основном, вдоль меньшей стороныщели, так как в перпендикулярной кней плоскости аксептанс достаточновелик. Необходимая устойчивость поперечного движения в таком ускорителе может быть создана путем применения переменно-фазовой фокусировки,Необходимо также отметить, что переход на щелевую структуру с переменно-фазовой фокусировкой увеличиваетжесткость фокусировки вдоль меньшегоразмера щели, что дополнительно приводит к увеличению пропускной способности канала ускорителя.Продольные размеры трубок дрейфа и зазоры между ними рассчитываются точно так же, как и в. ускорителях с аксиальной симметрией. В качестве примера был рассчитан ускоритель дейтонов на энергию 3 МэВ,рабочая длина волны - 3 м, диаметррезонатора - 0,5 м, меньший размерапертуры первой трубки дрейфа -0,8 м, больший размер - 28 см, поперечные размеры последней трубкидрейфа - 4 х 28 см . Рост меньшегоразмера трубок дрейфа вдоль ускорителя обеспечивает, с одной стороны,увеличение пропускной способностиканала, с другой - требуемую равномерность распределения электрического поля по ускоряющему зазору.Переход на щелевую структуру неухудшил условий фазового захвата ускорителя. Величина его осталась такой же как в ускорителе с аксиальными трубками дрейфа и переменно-фазовой фокусировкой. При этих данныхвеличина поперечного аксептанса позволяет в данном ускорителе ускоритьток на уровне 450-500 мА, в то время как в таком же ускорителе с аксиальными трубками дрейфа предельноезначение тока составляет 30-35 мА.Таким образом, настоящее изобретение позволяет значительно повысить ток ускоренных частиц в ускорителе,б 71684 актор И.Сильнягина Техред И.Дидье Корректор Иа Заказ 1927 Тираж 771 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Иосква, Ж, Раушская наб д. 4/5зводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарин