Система возбуждения резонатора ускорителя

45 А с 504 Н 05 Н 700 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВСЕСОИ)ЗИЯ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 11 ";,ПК АВТОРСКОМУ( СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54)(57) СИСТЕМА ВОЗБУЖДЕНИЯ РЕЗОНА. - ТОРА УСКОРИТЕЛЯ, содержащая ВЧ-генератор,9 подключенный к резонатору через линию связи, и источник импульс(.21) 2941295/18-21(56) Каретников Л,В. Линейные ускорители ионов, Госатомиздат, 1962 с.158-163.Мурин Б,П., Кульман В.Г Ломизе Л.Г., Поляков Б.П., Федотов А.П. Линейные ускорители ионов, М., Атом- издат, т.2, 1978, с.139-146. ного напряжения, подключенный к ВЧ- генератору, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности подавления вторичного электронного резонансного разряда в резонаторе и упрощение системы, линия содержит четвертьволновый разомкнутый коаксиальный шлейф с двухэлектродным искровым разрядником на разомкнутом конце, включенный в линию связи, при этом, один электрод разрядника объединен с внутренним проводником коаксиального шлейфа,а второй электрод изолирован от наружного проводника шлейфа проходным конденсатором и сое-, динен с источником импульсного на- пряжения187Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при разработке. систем высокочастотного питания резонаторных структур линейных ускорителей ионов.Известна система возбуждения резонатора ускорителя, содержащая основной источник ВЧ-мощности и дополнительный предвозбудитель.В известном устройстве в началерабочего цикла осуществляется быстрое предварительное возбуждение резонатора от дополнительного предвозбудителя, и только после прохождениязоны вторичного электронного резонансного разряда, включается основной источник ВЧ-мощности.Недостатком известного устройстваявляется его сложность, так как оно 2содержит два источника ВЧ-мощностиработа которых должна быть специальным образом синхронизирована.Прототипом данного изобретения является система возбуждения резонатора ускорителя, содержащая ВЧ-генератор, подключенный к резонатору чЕрезлинию связи, и источник импульсногонапряжения, подключенный к ВЧ-генератору. 3В известном устройстве подавление вторично-электронного резонансного разряда достигается быстрым поднятием уровня ВЧ поля в резонаторе ускорителя со скоростью нарастания не менее 5-7 Кв/мкс, что обеспечиваетсяиспользованием быстродействующих (с,малой постоянной времени) усилительных каскадов генератора, быстродействующего имПульсного модулятора анодного напряжения, и расстройкой системы возбуждения относительно рабочейчастоты с целью снижения нагруженнойдобротности резонатора.Практическая реализация перечисленных вьппе мер значительно усложняетсистему возбуждения резонатора, чтои является ее недостатком,Целью данного изобретения являетсяустранение указанного недостатка,т,е. повьппение эффективности подавле- .ния вторичного электронного резонансного разряда в резонаторе и упрощение системы.Поставленная цель достигается тем,что в системе воэбулщения резонатораускорителя, содержащей ВЧ-генератор,подключенный к резонатору через линиюсвязи, и.источник импульсного напря 6045гжения, подключенный к ВЧ-генератору,линия связи содержит четвертьволно-.вой разомкнутый коаксиальный шлейфс двухэлектродным искровым разрядником на разомкнутом конце, включенныйв линию связи, причем один электродразрядника объединен с внутренним проводником коаксиального шлейфа, а второй электрод изолирован от наружногопроводника шлефа проходным конденсатором и соединен с источником импульсного напряжения.Изобретение представлено: на Фиг.15 структурная схема устройства в целом,на фиг.2 - конструкция четвертьволнового коаксиального шлейфа с двухэлектродным искровым разрядником.Устройство состоит из ВЧ-генератора 1 с источником 2 анодного питания,линии 3 связи с включенной в нее управляемой резонансной неоднородностью114 типа Короткое замыкание - холостой ход", резонатора 5 ускорителя.25 Управляемая резонансная неоднородность 4, выполненная на основечетвертьволнового коаксиального шлейфа, состоит из наружного проводника6, внутреннего проводника, которыйО также является электродом искровогоразрядника. Искровой разрядник является управляемым элементом неоднородности и состоит из двух электродов7 и 8. Электрод 8 соединен с источником 2 анодного питания ВЧ-генерато 5ра и изолирован от.наружного проводника проходным конденсатором 9.В качестве управляемого элементарезонансной неоднородности могуто быть использованы также электровакуумные или газораэрядные приборы,обеспечивающие необходимое быстродействие переключения одного состояния в другое,Устройство работает следующим образом.При включении источника 2 анодно"го питания высокое напряжение попадает на генератор 1 и электрод 8 исО крового разрядника, с одновременнымзарядом конденсатора 9.При отсутствии разряда между электродами 7 и 8 управляемая резонансная неоднородность представляет со 5 бой разомкнутый на конце четвертьволновый шлейф. Холостой ход концашлейфа трансформируется через четвертьволновый отрезок линии как "Короткое замыкание" в линии 3 связи.3 87 Электрическая длина линии 3 связи между генератором 1 и управляемой резонансной неоднородностью 4 должна быть кратна половине длины волны. Тогда генератор 1 окажется нагруженным на короткое замыкание. Вся мощность будет рассеиваться на аноде лампы выходного каскада генератора 1. Конструкция мощных генераторных ламп, рассчитанных на работу с несогласованной нагрузкой, позволяет рассеивать на аноде достаточно большую.мощность. При достижении заданной величины анодного напряжения достаточной для того, чтобы генератор 1 возбудил вакуумированный резонатор 5 ускорителя до уровня ВЧ-поля, превышающего в несколько раз уровень возникновения ВЧ-вторично-электронного резонансного разряда, напряжение на электроде 8 достигает величины, достаточной для пробоя промежутка между электродами 7 и 8, В течение разряда между электродами 7.и 8 управляемая резонансная неоднородность представляет собой короткоэамкнутый четвертьволновый шлейф - "металлический изолятор". Короткое замыкание шлефа трансформируется в линию 3 связи как "холостой ход" и генератор 1 оказывается нагруженным на резонатор 5 ускорителя. В этом случае, при возбуждении резонатора, время запазды. вания будет определяться временем срабатывания искрового разрядника и не будет зависеть от быстродействия источника анодного питания, возбудителя и усилительных каскадов генератора.Время срабатывания искровых разрядников составляет не более десятков наносекунд, что обеспечивает необходимую начальную скорость нарастания ВЧ-поля в вакуумированном резонаторе ускорителя.Кроме того, при пробое разрядного промежутка между электродами 7 и 8, линия связи вместе с выходной цепью 60454генератора и резонатором ускорителяоказывается подключенной к заряженному до высокого напряжения проходному конденсатору 9. В силу колебательных свойств длинной линии, в линии 3связи, которая вместе с резонанснойсистемой генератора 1, резонатором 5ускорителя и проходным конденсатором 10 9 представляет собой ВЧ-колебательный контур; развивается ударный, скрутым передним фронтом, колебатель. ный затухающий процесс с выбраннойчастотой расстройки относительно ра бочей частоты генератора. Колебанияна частоте расстройки способствуютнарушению условий существования ВЧвторичного электронного резонансногоразряда.2 О Величина емкости проходного конденсатора 9 определяет количествозапасенной энергии для поддержаниязатухающего колебательного процессав течение заданного времени.25 Частота расстройки системы задается либо выбором длины линии связи,либо некоторой расстройкой разонан-.сных систем ускорителя и генератора.В процессе установления номинального ЗО уровня ВЧ-поля в резонаторе усилителя, разряд между электродами 7 и 8поддерживается малыми затратами энер-,гии самого ВЧ-генератора и постоянным напряжением источника анодногопитания.При необходимости, электроды 7 и8 могут быть механически эакорочены.Наличие в системе возбуждения резонатора ускорителя быстродействую щей управляемой резонансной неоднородности типа "короткое замыкание -холостой ход" введенный в линию связи, исключает необходимость в дополнительном источнике питания, допол 4 б нительной мощной ВЧ-генераторной аппаратуре, быстродействующим импульс"ном модуляторе анодного питания, чтои упрощает Данное устройство по сравнению с прототипом.876045 Фиг.2 Редактор Н.Сильнягина Техред И.Попович Корректор М.Пожо к Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проект 451 Тираж 801 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РПодписное омитета СССР открытий ушская наб., д.4/5