Способ ускорения положительно заряженных частиц

Способ ускорения положительно заряженных частиц

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

t ° t ° i

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Респубпин (» 422128

J

g—

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву Р 286808 (22) Заявлено 06 03 72 (21) 1755855/26-25 (51)M. Кд. с присоединением заявки Нй.

Н 05 Н 9/00

Государственный комитет (23) П риоритет— оо делам изобретений и открытий

Опубликовано 25.03 80 Бюллетень J% 11

Дата опубликования описания 25.03.80 (53) УДК 621.384..6 (088.8) (72) Автор изобретения

О. А. Лаврентьев (7! ) Заявитель (54) СПОСОБ УСКОРЕНИЯ ПОЛОЖИТЕЛЬНО

ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано для ускорения ионов полем объемного заряда электронов до энергии 100 МэВ и более на 1 м длины ускорителя.

Известен способ ускорения ионов коллективным методом по основному авт. св. М 286808.

При его использовании необходимо применять пучки электронов релятивистских энергий и высокой интенсивности. тo

Цель Изобретения — повышение эффективности ускорения.

Цель достигается тем, что на ось ускорения направляют радиально сходящийся поток электронов, образующих в фокусе облако отрицать тельного объемного заряда. Вдоль оси ускорения направляют поток ионов, который захватывается образующейся потенциальной ямой.

Фокус вместе с захваченными в нем ионами перемещают вдоль оси ускорения со скоростью 2О ускоряемых ионов наложением поперечного потоку электронов отклоняющего поля.

Скорость подобрана таким образом, что ускоряемый ион все время находится на противоположном к направлению движения склоне потенциальной ямы в максимуме электрического поля. Величина потенциальной ямы равна потенциалу, ускоряющему электроны (на оси ускорения образуется виртуальный катод). Размеры облака объемного заряда при хорошей фокусировке могут быть менее 1 мм и, следовательно, эффективные ускоряютцие ионы электрические поля, например, для приложенного к катоду потенциала 100 кВ, должны составлять более 10 В/см.

Радиальная устойчивость ускоряемого потока ионов обеспечивается радиальной составляющей электрического поля объемного заряда,. которая создает силу, пропорциональную отклонению иона от оси ускорения и направленную к оси (условия жесткой фокусировки). В результате ускорение ионов происходит в узком канале (доли миллиметра), и ионный поток на выходе имеет малые поперечные размеры.

Фазовая фокусировка (в определенном интервале скорости) осуществляется автоматически, так как ион, отстающий при .ускорении, перемещается по склону потенциального барьера

4221

Заказ 493/47

Подписное

ILHHHHH

Тираж 885

3 в более высокую точку и в более сильные электрические поля, а следовательно, быстрее набирает энергию; ион, опережающий фазу ускорения, опускается по склону потенциального барьера вниз, в более слабое электрическое поле, и набирает меньшую энергию.

Размах перемещения фокуса по оси ускорения может составлять несколько сантиметров, а с применением компенсационных схем — несколько десятков сантиметров. 10

По окончании ускорения в первой секции ион попадает во вторую секцию, где процесс поВторяется, и тд. до тех пор, пока ион не наберет нужную энергию.

На чертеже изображена схема установки, с помощью которой может быть реализован предлагаемый способ ускорения ионов (изображена только первая секция ускорения).

В вакуумную камеру 1, откачиваемую диффузионным насосом, помещен кольцевой подогревный катод 2 со сферической излучающей электроны поверхностью. Фокусировка электронов осуществляется пирсовской оптикой, элементами которой являются фокусирующие кольцевые электроды 3 и кольцевые аноды 4

28 4 со специально подобранными геометрической формой и размерами. Отклоняющие кольцевые пластины 5 обеспечивают перемещение фокуса вдоль оси ускорения ионов. Ионы инжектируются из источника 6.

Устройство работает следующим образом.

По достижении необходимого вакуума включают ионный источник и накал подогревного катода, На катод подают высокое отрицательное напряжение (например, 100 кВ). На отклоняющие пластины подают либо высокочастотное напряжение со специально подобранной частотой, либо серию импульсов так рассчитан.ной формы, чтобы обеспечить перемещение фокуса с наиболее благоприятной для ускорения ионов скоростью.

Формула изобретения

Способ ускорения положительно заряженных частиц по авт. св. Н 286808, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности ускорения, пучок электронов формируют радиально сходящимся к оси ускорения положительно заряженных частиц.

Филиал ППП Патент"„ г. Ужгород, ул. Проектная, 4