Ускоряющая система ускорителя заряженных частиц
Патент 1374454
Авторы
Классы МПК
Ускоряющая система ускорителя заряженных частиц
Иллюстрации
Реферат
Изобретение может быть использовано при разработке ускоряющих устройств линейных и циклических ускорителей . Цель изобретения - увеличение выходной энергии, снижение нестабильности выходных параметров системы без потери мощности на развязку внешнего стабилизирующего резонатора и генератора. ВЧ-мощность генератора (г) через ВЧ-тракт 2 поступает в шестиполюсный трансформатор типа волны (ТТВ) 1. Отсюда она перераспределяс
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
А1 (19) (11) (д11 4 Н 05 Н 9/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Ж
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4065805/24-21 (22) 20.03.85 (46) 15.02.88. Бюл. Ф 6 (71) Московский инженерно-физический институт (72) И.А.Кузьмин, О.С.Милованов, В.Н.Пучков и И.С.Щедрин (53) 621.384.6(088.8) (56) Вальднер О.А., Глазков А.A.Ïðîект линейного ускорения электронов на 10 МэВ с регулируемой энергией:
Ускорители> вып. XIV. — M.: Атомиз— дат, 1975.
Авторское свидетельство СССР к- 409659, кл. Н 05 Н 9/00, 1973. (54) УСКОРЯЮЩАЯ СИСТЕМА УСКОРИТЕЛЯ
ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ (57) Изобретение может быть использовано при разработке ускоряющих устройств линейных и циклических ускорителей.Цель изобретения — увеличение выходной энергии, снижение нестабильности выходных параметров системы без потери мощности на развязку внешнего стабилизирующего резонатора и генератора. ВЧ-мощность генератора (Г) через ВЧ-тракт 2 поступает в шестиполюсный трансформатор типа волны (ТТВ) 1. Отсюда она перераспределя1374454. ется во входную и выходную секции ,(С) 4 и 5. Входная С 4 представляет собой резонирующую полость, образую-. щуюся при .закорачивании С 4 со сто-, роны входа пучка. Выходная С 5 работает в режиме бегущей волны, которая обеспечивается поглощающей нагрузкой 8 с согласованием входа С 5 с соответствующим плечом ТТВ 1. Электрическая длина ВЧ-тракта от Г до
ТТВ 1 и электрическая длина от центра диафрагмы 10 связи до ТТВ 1 выбраны из соотношений, представленных в тексте описания. Поэтому при отклонении частоты Г от номинального значения 1- 4g выходной СВЧ-мощности поступает обратно в Г в виде соИзобретение относится к ускори- . тельной технике и может быть использовано при разработке ускоряющих устройств линейных и циклических ускорителей.
Цель изобретения — увеличение выходной энергии и снижение нестабильности выходных параметров системы беэ потери мощности на развязку внешнего стабилизирующего резонатора и генератора, На чертеже изображена предложенная ускоряющая система.
Ускоряющая система содержит шестиполюсный трансформатор 1 типа волны (ТТВ), одним плечом связанного
ВЧ-трактом 2 с генератором 3 ВЧ-мощ" ности, а два других плеча соединены с входной 4 и выходной 5 секциями.
Входная секция закорочена фланцем 6 со стороны входа пучка, в котором имеется запредельное отверстие 7 для пролета частиц. К концу выходной секции 5 присоединена поглощающая согласованная нагрузка 8. Заряженные частицы поступают в устройство из инжектора 9. Генератор 3 ВЧ-мощности соединен с входной секций 4 посредством диафрагмы 10.
Устройство работает следующим образом. ответствующим образом сфазированной обратной волны и обеспечивает стабилизацию частоты Г. Входная С 4 выполняет одновременно два функции ускорения на стоячей волне и стабилизирующего Г резонатора. Стабилизация частоты Г приводит к улучшению стабильности выходных параметров пучка — энергии и тока, наличие части ускоряющей системы, работающей в режиме стоячей волны, приводит к увеличению темпа ускорения и, как следствие, к уменьшению общей длины ускоряющей системы. Разделение соседних типов колебаний в короткой С 4 увеличивает предельный ускоряемый ток. 1 ил.
ВЧ-мощность от генератора 3 через
ВЧ-тракт 2 поступает в ТТВ 1, а затем перераспределяется во входную 4 и выходную 5 секции. Выходная секция работает в режиме бегущей волны, который обеспечивается поглощающей нагрузкой 8 на конце секции и согласованием входа секции с соответствующим плечом ТТВ. Входная секция 4 представляет собой резонирующую полость, образующуюся при закорачивании секции со стороны входа пучка. Расстояние от середины диафрагмы 10 связи резонатора до ТТВ, электрическая длина ВЧ-тракта между трансформатором и генератором и коэффициент связи трансформатора с генератором выбраны таким образом, что при отклонении частоты генератора от номинального значения 1 — 47. выходной СВЧмощности генератора поступает обрат° но в генератор в виде соответствующим образом сфазированной обратной волны обеспечивает стабилизацию частоты генератора — явление затягивания частоты автогенератора внешней резонансной нагрузкой. Цлина же по лости трансформатора подобрана так, что волны, прямая от генератора и отЕ>
30 раженная от входной секции, складываются в выходной секции в фазе.Это
1374454
РГ Pr где Ъ и — вол-10 гт pr где h q и Ъ вЂ” волноводные длины волн в соответстСоставитель И.Зацепина
Техред И. Дидык
Корректор С.Шекмар
Редактор Л.Пчолинская
Заказ 620/56 Тираж 833
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подписное
Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4 выполняется в том случае, когда электрическая длина ВЧ-тракта от генератора до трансформатора типа волны и электрическая длина от центра диаф5 рагмы связи до трансформатора типа волны выбраны удовлетворяющими соотгт ношениям: 1 = (2п+1) и Я гт 4 рт
Рг (2m+1)
4 новодные длины волн в соответствующих линиях передачи, м, и --и m — любые целые числа.
Таким образом входная секция выполняет одновременно две функции: ускорения на стоячей волне и стабилизирующего генератор резонатора. Выходная секция работает в обычном режиме бегущей волны. Пучок заряженных час го тиц поступает в ускоряющее устройство иэ инжектора 9, в качестве которого могут быть использованы например, катодный узел, группирующая сек-25 ция или ускоряющая секция. Проходя последовательно входную и выходную секции пучок частиц набирает энергию, Дополнительная стабилизация частоты генератора приводит к стабильности выходных параметров пуч30 ка — энергии и тока. Наличие части ускоряющей системы, работающей в режиме стоячей волны, приводит к увеличению темпа ускорения и, как следствие, к уменьшению общей длины ускоряющей системы. Кроме того, в короткой входной секции соседние типы колебаний хорошо разделены,что увеличивает предельный ускоряемый ток по сравнению с системами, целиком работающими на стоячей волне °
Формула и э о б р е т е н и я
Ускоряющая система ускорителя заряженных частиц, содержащая последовательно и соосно расположенные инжектор, входную ускоряющую секцию, соединенную посредством диафрагмы связи с соответствующим плечом шестиполюсного трансформатора типа волны, вход которого посредством ВЧтракта соединен с выходом питающего генератора, и выходную ускоряющую секцию на бегущей волне, на конце которой присоединена согласованная нагрузка, отличающаяся тем, что, с целью увеличения выходной энергии и снижения нестабильности выходных параметров системы без потери мощности на развязку внешнего стабилизирующего резонатора и генератора, входная секция выполнена в виде многозазорного высокодобротного резонатора, электрическая длина
ВЧ-тракта от генератора до трансформатора типа волны и электрическая длина от центра диафрагмы связи до трансформатора типа волны выбраны удовлетворяющими соотношениям
„гт гг = (2n+1) и S>, =(2m+1) рт
4 вующих линиях передачи, м; и и m — любые целые числа, а выходная секция на бегущей волне согласована на рабочей частоте с соответствующим плечом трансформатора типа волны.