Ускоряющая система
Иллюстрации
Реферат
О САН ИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советскых
Социал ыстымескых
Респубанк
< 588887
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (5! )М. Кл.
Н 05 Н,7/ОО
Н 05 Н 9/ОО (22) Заявлено05.04.76 (2l ) 2343876/25 с присоединениеит заявки И (23 } П рыоритет
Государственный квинтет
СССР на делам нэоорвтеннй н открытий
Онубликовако05.11,79, Бюллетень М41
Дата опубликования описания 07.11.79 (53) УДК 621.384,,61 (088,8) (72) Автори изобретения
В. А. Бомко, А. Ф. Дьяченко и А. В, Пипа (7l) Заявитель (54) УСКОРЯЮЩАЯ СИС ЧУМА
Изобретение относится к области ускорительной техники, в частности к малогабаритным линейным ускорителям. ионов.
Известны ускоряющие системы линейных ускорителей заряженных частиц, раS ботающие на типе колебаний Н н (1).
Такие системы имеют относительно небольшие габариты и достаточно хорошие
ВЧ параметры, особенно в области ма.10 лых энергий.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является ускоряющая система линейного ускорителя ионов типа H выполненная в виде цилиндрического ре»
fS зонатора с системой встречных штырей, на концах которых укреплены трубки дрейфа, продольные оси которых совпадают с осью резонатора (2).
Недостатком такой системы являются значительные трудности в настройке ее ячеек, необходимой для получения требуемого распределения ускоряющего поля вдоль оси ускорителя.
Известные методы настройки, применяемые в структуре типа Альвареца, работающей на Е „- волне (изменение о о диаметра трубок дрейфа или коэффициента зазора, объемные настроечные устройства) становятся малоэффективными в случае использования их в структуре типа Н и4 вследствие того, что в такой структуре необходимо компенсировать значительно большую расстройку ячеек, Кроме того, ни один из известных методов настройки ускоряющей структуры типа Н не обеспечивает точной подстройки частот в процессе наладки ускорителя.
Бель изобретения - упрощение настройки ячеек ускоряющей системы.
Это достигается тем, что штыри расположены таким образом, что проекции штырей каждых двух соседних трубок, кроме первых двух, на плоскость, перпендикулярную оси резонатора, образуют углы, меньшие 180, причем с ростом расстояния между геометрическими центрами
88887. 4
Зо
5О
3 5 rpy6ок дрейфа величина этих углов убывает.
Изменение yrna между какими-либо двумя 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 параметров ячеек ускоряющей структуры, соответствующее увеличению скорости частиц в процессе ускорения от входного конца к выходному, может быть компенсировано изменением углов между противостоящими встречными штырями. Вследствие того, что длина ячеек ускоряющей структуры последовательно увеличивается, углы между встречными штырями соответственно уменьшаются.
Подбирая угол между встречными штырями можно также получить более рациональное распределение поля, например в виде трапеции.
На фиг. 1 .приведен пример конструктивного осуществления ускоряющей структуры типа Н+ с системой встречных штырей; на фиг, 2 — распределение ускоряющего поля, полученное для ускоряющей структуры, приведенной на фиг. 1, где а — синусоидальный закон распределения поля вдоль оси, б — улучшенное распределение, полученное с помощью изменения углов между встречными штырями; на фиг. 3 - экспериментально полученная зависимость собственной частоты резонатора, имеющего конструкцию, приведенную на фиг. 1, возбуждаемого на- волне типа Н„+, от величины угла между соседними встречными штырями. Эта зависимость снята для однородной структуры, состоящей иэ резонатора диаметром
37,5 см и длиной 83 см, нагруженного
15 одинаковыми трубками дрейфа длиной
2,5 см и диаметром 2,4 см. . Цилиндрический резонатор 1 заключает в себе систему встречных штыреф, один из которых (2) расположены в один ряд вдоль одной образующей резонатора, а другие - встречные (3) расположены напротив под углами, меньшими 180, 6 причем величина этих углов уменьшается от входного конца ускоряющей структуры к выходному с ростом расстояния между геометрическими центрами трубок
4 дрейфа, прикрепленных к концам штырей. Угол, образованный проекциями штырей первых двух трубок дрейфа на плос- ) кость, перпендикулярную оси резонаторов, равен 180, Предлагаемая конструкция ускоряющей структуры типа встречных штырей позволяет осуществить настройку частот ячеек в широком диапазоне. Действительно, как видно из фиг. 2, изменение угла между встречными штырями позволяет регулировать частоту резонатора в диапазоне около 40%, в то время как любой из известных методов настройки дает возможность перестраивать собственную частоту ячеек только в пределах 5-10%, В то же время увеличение диаметра трубок дрейфа, приводят к значительному увеличению емкостей нагрузки, что влечет за собой падение шунтового сопротивления резонатора. B предлагаемой конструкции ускоряющей структуры при изменении угла между соседними встречными штырями в диапазоне от 180 до 90 шунтовое сопротивление изменяется незначительно.
Таким образом, предлагаемая конструкция кроме эффекта улучшения процесса настройки и увеличения темпа ускорении позволяет также получить существенную экономию 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 ячеек ускоряющей системы, штыри расположены так, что проекции штырей каждых двух соседних трубок. кроме первых двух, на плоскость, перпендикулярную оси резонатора, образуют углы, меньшие 180, причем с ростом расстояния между геометрическими центрами дрейфа величина этих углов убывает.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент Франции ¹ 1195616, кл. Н 05 Н 9/00, 1958.
2. Ковпак и др,, Ж,Т.Ф.", т. 34, в. 7, 1964, с. 1259, 588887
tz 13 /4 15 tb
Длина резонатора (arne ед) 1 g Л tt Г6
22$ 45
Составитель Е. Громов
Редактор E. Месропова Техред С. Мигай Корректор Г. Назарова
Заказ 6632/2 Тираж 944 Подписное
ЦНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
1130 15, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Ф
2
2М
21 !
so «г,s ns tspz. юо-
Чехол йеждц соседски
3стречиь!ми 4иююр.огни
Рог 7
Филиал П1П1 "11атент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4