Ускоряющая система линейного ускорителя ионов

Ускоряющая система линейного ускорителя ионов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соаетскнх

Социаннстнческнх

Ресвубпик м78О822

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 130679 (24) 2779389/18-25 с присоедкнЕнием заявки ¹ (51) м. кл.з

Н 05 Н 9/00

Государственный коинтет

СССР яо делам изобретеняЯ я открытнй (23) Приоритет (53) УДК 621. 384 . .6(088.8) Опубликовано 070981. Бюллетень @ 33

Дата опубликования опысания 0709.81

72) Автор изобретения

B.И. Шилов (71) Заявитель (54) УСКОРЯЮЩАЯ СИСТЕМА ЛИНЕЙНОГО УСКОРИТЕЛЯ

ИОНОВ.

Изобретение относится .к ускорительной технике и может быть использовано при разработке линейных ускорителей ° тяжелых ионов на малые и средние энергии для научных и промышленных целей.

Известна ускоряющая система линейного ускорителя ионов, содержащая цилиндрический резонатор, нагруженный последовательно расположенными трубками дрейфа .(1).

За счет резонансного взаимодействия ионов. c ïoëåì стоячей волны в зазорах между трубками дрейфа обеспечиваются ускорение ионов.

Недостатком известного устройства является низкая эффективность ускорения тяжелЫх ионов в области. малых энергий, что обусловлено сложностью обеспечения поПеречной устойчивости тяжелых частиц при больших замедлениях, а также отсутствием ускорения внутри трубок дрейфа.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является ускоряющая сис тема линейного ускорителя ионов, содержащая коротко- замкнутый на одном конце и нагруженный емкостью трубки дрейфа на другом конце коаксиальный

1.

2 резонатор, подключенный к вйсокочастотному гейератору, и устройство ра- диальной фокусировки пучка (2).

При возбуждении резонатора ускорение ионов происходит в двух зазорах, образованных дрейфовой трубкой и внешней трубой резОнатора. Радиальная фокусировка пучка осуществляется с

1О помощью металлических сеток., установ-. ленных на входном и выходном отверстиях первого усКоряющего зазора. В дрейфовой трубке ионы движутся под действием только собственного поля пучка.

Недостатком известного устройства является низкая эффективность ускорения тяжелых ионов в области малых. энергий. Это обусловлено тем,,что в этом режиме существейно ограничение

2О. тока ускоряемйх ионов, вызываемое отсутствием поперечной фокусировки

Пучка внутри дрейфовой трубки, имеющей, по необходимости, достаточно большую осевую протяженность. Возможное использование для целей радиальной фокусировки продольного однородного или поперечного квадрупольиогб магнитных полей в случае ниэкоэнергетических ионбв является малоэффек30 тивным. Кроме .того, значительная про780822. тяженнасть осевого движения ионов под действием только собственного поля пучка по отношению к общей длине ускорительного тракта, определяемой поперечными размерами резонатора,приводит к относительна низкому темпу ускорения.

Цель изобретения — повышение эффективности ускорения тяжелых ионов в области малых энергий.

Это достигается тем, что устройство радиальной фокусировки пучка выполнена в виде расположенной внутри трубки дрейфа пространственно-однородной квадрупольнай ускаряюще-фокусирующей системы, связанной с кааксиальным резонаторам с помощью индук- 15 тивных петель, выведенных через дополнительные отверстия в трубке дрейфа в объем резонатора.

На фиг. 1 показана ускоряющая система, общий вид, на фиг. 2 - папереч- (} нае сечение трубки дрейфа.

Устройство содержит каратказамкнутый на одном конце и разомкнутый на другом конце коаксиальный резонатор, образованный внешней 1 и внутренней 2 5 трубками, помещенными в вакуумплатный корпус 3. Резонатор соединен с импульсным высокочастотным генераторам 4 с помощью петли связи 5, На внутренней трубе резонатора в абяасти его разомкнутого конца помещена дрей-. фовая трубка б„ внутри которой распо ложена ускоряющая система с пространственнно-однородной фокусировкой, образованная четырехпроводной линией

7, У которой расстояние между двумя проводами, лежащими в адйай плоскости с осью ускорителя, изменяется па длине линии. Шины квадрупальнай линии .попарно подсоединены к петлям связи

8: и 9, расположенным ниже дрейфовой 4{) трубки па ее аси. На входном и,выходном отверстиях первого ускоряющего . зазора установлены металлические сет« ки 10е

Устройство работает следующим об.разам.

Резонатор возбуждается импульсным генератором.

Инжектируемые в ускоритель по оси .:иойы, ускорившись s первом зазоре,,дрейфуют в межполюсное пространство четырехпроводной линии, где они процолжают ускоряться аксиальной квази гармонической составляющей высокочастотного электрического поля, приложенного к линии, одновременна испытывая факусирующее действие его поперечных квадрупольных составляющих.

Далее ионы ускоряются во втором зазоре и поступают в тракт разводки пучка.

Помещение внутрь дрейфовой трубки высокочастотной квадрупольной фокусирующей и ускоряющей системй, питание которой осуществляется путем отбора части мощности от коаксиального ускоряющего резонатора, обеспечит, ва-первых, эффективную радиальную фокусировку ионов при их движении внутри дрейфовой трубки, что в конечном счете приведет к повышению предела импульсной интенсивности пучка и, во-вторых, позволит увеличить прирост энергии на единицу длины ускоряющего. тракта, что даст возможность поднять, при условии введения в резонатор соответствующей дополнительной мащиости, конечную энергию ускоренных ионов.

При этом эффективности, как поперечной фокусировки, так и дополнительного ускорения, увеличиваются при уменьшении энергии ускоренных ионов, т.е. при ускорении более тяжелых и соответственна, имеющих меньший удельный заряд частиц.

Формула изобретения

Ускоряющая система линейного ускорителя ионов, содержащая каротказамкнутый на одном конце и нагруженный емкостью трубки дрейфа на другом конце коаксиальный резонатор, подключенный к высокочастотному генератору, и устройство радиальной фокусировки пучка, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффектив-. ности ускорения тяжелых ионов в области малых энергий, устройство радиальной фокусировки пучка выполнено в виде расположенной внутри трубки дрейфа пространственно-однородной квадрупольнай ускоряюще-факусирующей сйстемы, связанной с коаксиальным резонатором с йомащью индуктивных петель, выведенных через дополнитель« ные отверстия в трубке дрейфа в объем резонатора.

Источники информации, принятые зо внимание при экспертизе

1,. Яальдпер О,A) Власов АДg

Мальнав A.B. Линейные ускорители, Атамиздат, Москва, 1969, с. 154.

2. Абдульманав B.Ã. Предприятие

ИЯФ-78-25; Новосибирск, 1978, с. 3-10 пр6татип).

780822

:И

Подлисное

Заказ 6771/бб Тираж 889

- ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам йзобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул Проектнаа, 4

Составитель B.Щ аснопольский

Редактор H. Катамамина Техред И..Рейвес KoppeKòîð С Шекмар