Сверхпроводящая высокочастотная ускоряющая система

Сверхпроводящая высокочастотная ускоряющая система

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцналистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-эу— (22) Заявлено 18, 09. 80(21) 2981689/18 "21

Р М К з

Н 05 Н 7/00 с присоединением заявки ¹â€”

1 (23) Приоритет—

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 3012.82. Бюллетень ¹49

t53) УДК621. 384..6(088.8) Дата опубликования описания 30.12.82 (72) Авторы изобретения! >

1

9 J

Д:, 1д;м,, "°,Научно-исследовательский институт я ерной фйэикй при Томском политехническом институте м. СЙЬЙЙР4йа- : (71) Заявитель (54) свегхпвоволящля высокочАстотнАя уско1 яющАя

СИСТЕМА

Изобретение относится к ускоритель1 ной технике и может быть использовано при разработке малогабаритных сверхпроводящих линейных ускорителей ° 5

Известна сверхнроводящая высокочастотная ускоряющая система, содержащая бипериодический диафрагмнрованный волновод, помещенный в объем с жидким гелием и настроенный на режим стоячих волн на X/2 виде колебаний fl).

Известная система обеспечивает темп ускорения до 6 Мэв/м.

Однако для известной системы характерен недостаточно высокий темп 15 ускорения, обусловлвннйй работой в режиме стоячей волны. .Наиболее близкой к предлагаемой является сверхпроводящая высокочасо тотная ускоряющая система, содержа-,, щая свврхпроводящий диафрагмирован-ный волновод с петлей обратной связи и соединенный с ними узел возбуждения, помещенные в сриостат 1 2)., При выполнении петли обрат Гбй свя- 25 эи с.малым коэффициентом отражения система способна обеспечивать теыП ускорения электронов до 12 МэВ/м.

Недостатком известной системы является то, что петля обратной связи приводит к увеличению поперечных размеров криостата, что, в свою очередь, вызывает увеличение расхода хладагента. цель изобретения — уменьшить вес и размеры устройства и сократить расход хладагента.

Поставленная цель достигается тем, что в сверхпроводящую высокочастотную ускоряющую систему, содержашую сверхпроводящий диафрагмированный волновод с петлей обратной связи и соединенный с ними узел возбуждения, помещенные в криостат, введены расположенные на концах диафрагмированного волновода вакуумноплотные окна СВЧ-связи, а петля обратной связи выполнена в виде коаксиального волновода., внутренним проводником которого служит наружная поверхность днафрагмированного волновода, а внешним - оболочка криостата, выполненная из сверхпроводящего материала, при этом петля обратной связи заполнена хладагеитом,:.

На чертеже приведена схема предлагаемой системы.

Система содержит узел 1 направлен ного возбуждения,-отверстие 2 инжек-, ции, диафрагмированный волновод 3, 893116 вакуумноплотные окна 4 СВЧ-связи сосуд 5 криостата, хладагент 6, например жидкий гелий.

Система работает следующим образом.

СВЧ-энергия поступает в систему

Через узел 1 возбуждения и затем в диафрагмированный волновод 3 через вакуумно-плотныв окна 4 связи, обладающие малым коэффициентом отраже ния. В диафрагмиоованном волноводе возбуждается ускоряющая ЕИ волна, обладающая отличной от нуля продоль ной составляющей электрического поля от оси. При нагрузке пучком, инжвкти. руемым через отверстие 2, элвктромаг- 15 нитная энергия поглощается в электрон ном пучке и через окна 4 связи поступает в объем, ограниченный диафрагмированным волноводом 3 и внутренней поверхностью сосуда 5. Так как внут- 20 ренняя поверхность сосуда 5 криостата выполнена из сверхпроводящего:материала, ди@фрагмированный волновод s совокупности с внутренней поверхностью сосуда првцставляют сверхпроводящую 25 коаксиальную линию, а система в целом — резонатор бегущей волны. В коаксиальной линии возбуждается TEN волна, длина которой равна длина" воп ны в диафрагмированном волноводе 3 . ЗО при условии, что Фаэовая скорость ускоряющей волны Е. равна скорости света.

Далее по коаксиальной линии злект

Омагнитная энергия снова поступает на.вход диафрагмированного волновода

3 через окна 4 связи и участвует в процессе ускорения. Отметим, что коаксиальная линия, выполняющая Функции

/ петли обратной связи, имеет большие размеры, чем прямоугольный волновод прототипа, и поэтому при постоянной частоте генератора будет вносить меньшие потери электромагнитной энергии, Для 10-сантиметрового диапазона, длин волк внешний диаметр диафрагмйрованного волновода не будет прввыШать 10 см. При расстоянии между

::д афрагмированным волноводом и поверхностью сосудаХ г /4- . /2 (P- длина волны) диаметр сосуда с жидким гели- 50 ем не будет превышать 20 см. Расстоя- ,Нйв нв должно превышать верхнего пре-; дела,g/2 потому что окна связи настроены на определенный тип колебаний (как правило, это низший тип), à 5$ увеличение расстояния между обкладка" ми коаксиальной линии при постоянной частоте приводит к возбуждению высших типов колебаний. Значение нижнего предела оценено приблизительно и оп.редвляется необходимой электрической прочностью,коаксиальной линии и минимальным объемом жидкого гелия, требуемым для охлаждения токопроводяюх поверхностей ускоряющей системы.

Таким образом, сверхпроводящая высокочастотная ускоряющая система данной конструкции позволяет значительно уменьшить поперечные размеры криостата по сравнению с прототипом и сократить объем жидкого гелия, необходимого для работы линейного сверхпроводящего ускорителя. Это позволяет улучшить экономические показа" ,тели сверхпроводящего линейного ускорителя, работающего в режиме бегущей

:волны.

Формула изобретения

- Сверхпроводящая высокочастотная ускоряющая система, содержащая сверхпроводящий диафрагмированный волно- вод с петлей обратной связи и соединенный с ними узел возбуждения, помещенные в криостат,о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью уменьшения веса и размеров устройства и сокращения расхода хладагента, в устройство введены расположенные на концах,диафрагмированного волновода вакуумнойлотные окна СВЧ связи, а петля обратной связи выполнена в виде коаксиального волновода, внутренним проводником которого .служит наружная поверхность диафрагмированного волновода, а внешним — оболочка криостата, выполненная из сверхпроводящего материала, при этом петля обратной связи заполнена хладагенТQM °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.:

1. Sutton D.S., Йапэоп A.Î.

Design of а 600 MeV superconducting

microtron 3EEE Trans., 1969, v, NS

16, Ф 3, р. 985.

2. Sue(ze L. Status of the 2,GeV superconduoting Cinac. ЗЕЕЕ

Trans„1971, v . NS — 18, р. 146

i (прототип) .

893116

Составитель В.Краснопольский

Редактор М.Кузнецова Техред Т,Маточка Корректор, А.Ференц

Заказ 10689/13 Тираж 862 -Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород ул.Проектная,4