Ускоряющая система циклотрона

Ускоряющая система циклотрона

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСКОРЯЮЩАЯ СИСТЕМА ЦИКЛОТРОНА , содержащая электроды, соединенные перемычкой, закрепленной на штоке резонансной линии, отличают а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности работы циклотрона, ускоряющие электроды соединены попарно механически жесткими токопроводящими шинами , а последние подсоединены серединами к общей перемычке,.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (!И

3<50 Н 05 Н 13 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2i) 2742541/18-25 (22) 26.03.7 9 (46) 30.11.83. Бюл. 9 44 (72) П. В. Богданов (53) 621.384.6(088.8) (56) 1. Басаргин Ю. Г. и др. Я Международная конференция по изохронным циклотронам. Канада, Ванкувер, с. 102, 18-21, 1972.

2. О. Hot tger, И. Vol Н "AEG Compact Cyclotrou" lutern Cyclotron Cont

Oford., 1969, р. 34.

3. Авторское свидетельство СССР

9 324459, кл. Н 05 Н 13/00, 1972 (поототип). (54) (57) УСКОРЯЮЩАЯ СИСТЕМА ЦИКЛОТРОНА, содержащая элек троды, соединенные перемычкой, закрепленной на штоке резонансной линии, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что, с целью упро. щения конструкции и повышения надежности работы циклотрона, ускоряющие электроды соединены попарно механически жесткими токопроводящими шинами, а последние подсоединены серединами к общей перемычке,.

766462

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при разработке циклотронов.

Ускоряющая система предназначена для сообщения импульсон заряженными частицами. В настоящее время имеют- 5 ся циклотроны с различными системами как по угловой протяженности дуантон, так и по их количеству. Известно, что прирост энергии частицы пропорционален количеству дуантов .(Ус- )0 коряющих электродов ) и их угловой протяженности. Поэтому с позиции большого прироста энергии за оборот и, как следствие, лучшего разделения орбит пучков ускоряемых частиц и облегчения их вывода из ускорителя предпочтительны многодуантные ус- . коряющие системы.

Известен циклотрон 1 ), в котором применена двухдуантная ускоряющая система. Угловая протяженность дуантон в центре 180 и ближе к периферии — 140 . Дуанты закреплены на штоках, размещенных н герметич-, ном резонаторном баке, разделенном на два отсека. В каждом отсеке свер- ху и снизу дуантного штока расположены трехзвенные шарнирные подвижные панели для регулирования рабочей частоты. Регулирование частоты производится за счет изменения эазОра между штоками (внутренними проводниками ) и панелями (внешними проводниками ), соединенными с плакировкой резонаторного бака. Для обеспечения коэффициента регулиронания частот, 35 равйого 3, в такой системе (система расчитана в основном на работу на

1-й гармонике, т.е. на низких частотах ) необходимо дополнительно применять подстроечные конденсаторы 40 большой емкости.

Недостатками такой системы являются большие мощности в/ч потерь (80 МВт ), обусловленные в основном большими емкостями дуант-плакировки 45 и. низкими волновыми сопротивлениями резонансных линий при работе системы на верхних частотах; недостаточная надежность работы иэ-за большого количества подвижных элементов регулирования частоты (четыре трехзвенных панели и два подстроечных конденсатора ); громоздкость резонансных линий, обусловленная низкими значениями рабочих частот.

Известен циклотрон (2 ), н котором применена ускоряющая система составления из двух резонансных систем с

45 о дуантами. Резонансные линии расположены с противоположных сторон ускорительной камеры. Система рассчита- 60 на на работу на кратных гармониках.

Ускоряющая система потребляет вдвое меньше электрической энергии, чем вышеприведенная при тех же диапазонах энергий ускоряемых частиц.

Недостатками системы являются йеобходимость использования двух в/ч генераторов для ее Питания; необходимость применения устройств фазирования рабочей частоты. Кроме того, такое расположение даже сраннительно компактных резонансных линий приводит к увеличению общих размеров циклотрона.

Известна ускоряющая система (ЗJ, содержащая два дуанта (электрода), закрепленных на одном штоке резонансной линии при помощи перемычки.

Дуанты расположены в ускорительной камере с диаметрально противоположных сторон. Здесь для двух дуантов используется одна резонансная линия с устройством регулирования частоты и не требуется устройство фазирования.

Недостатком этой системы является меньший прирост энергии за оборот, чем в циклотроне при одинаковом напряжении, так как здесь используются дна дуанта с угловой протяженностью не более 60О.

Прирост энергии за оборот определяется известной формулой

ДЕ= Еи Sin М2 где д Š— прирост энергии; e — электрический заряд иона; 0 — ускоряющее напряжение, n — - количество ускоряющих промежутков; N — номер гармоники; ) — угловая протяженность дуанта.

Величина прироста энергии за оборот влияет на величину разделения орбит пучков ускоряемых частиц. При малой величине разделения орбит затрудняется нывод пучков ускоренных частиц иэ циклотрона. Применение на циклотроне двух (максимально возможного количества ) подобных систем усложняет конструкцию и снижает надежность работы циклотрона, приводит к необходимости применения двух в/ч генераторов и устройства фазирования рабочей частоты ускоряющей системы.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности работы циклотрона.

Цель достигается тем, что ускоряющие электроды (дуанты) соединены попарно с механически жесткими токопроводящими шинами, а последние подсоединены серединами к общей перемычке.

На чертеже схематически изображена ускоряющая система.

Ускоряющая система содержит четыре дуанта 1, размещенные в ускорительной камере 2, две механически жесткие токопроводящие шины 3, соединяющие попарно дуанты 1, перемычку 4, на которой закреплены шины 3, шток резонансной линии 5, размещенный в резонаторе 6, и устройство 7 (напри766462

ВНИИПИ Заказ 10756/4 Тираж 845 Годписное

Филиал ПГП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 мер, закорачивающая пластина) для регулирования рабочей частоты.

Для обеспечения симметрии ускоряющего напряжения на дуантах 1 они подсоединены к шинам 3 серединами, а шины 3, в свою очередь, подсоединены серединами к перемычке 4, закрепленной на штоке резонансной линии.

В центральной части дуанты 1 могут быть соединены между собой . Это повышает механическую жесткость "дуант- о ного узла" в целом и способствует выравниванию ускоряющего напряжения на дуантах.

Ускоряющая система с четырьмя дуантами.обеспечивает вдвое больший 15 прирост энергии частиц по сравнению с двухдуантной при одинаковом напряжении, либо позволяет вдвое снизить напряжение при избранной величине прироста энергии эа оборот.

Возможность использования одной резонансной линии с одним устройством регулирования частоты для четырехдуантной ускоряющей системы повышает надежность работы и упрощает конструкцию циклотрона в целом. !

Для питания такой системы требуется .лишь один в/ч генератор. Не требуется устройство для фазирования ускоряющего напряжения на дуантах.