Устройство для вывода синхротронного излучения из циклического электронного ускорителя Советский патент 1985 года по МПК H05H11/02 

1 Изобретение относится к ускорительной технике и может быть исполь зовано для прикладных целей в промышленной технологии и исследовател ских работах При опытах, требующих больших средних интенсивностей излу чения в широком спектре частот. По основному авт.св. № 4651А5 известно устройство для вывода синхротронного излучения из циклического электронного ускорителя с сильным магнитным полем, создаваемым электро магнитом-резонатором с зазором в плоскости электронной орбиты, содержащее отражатель в виде поверхности вращения, ось которого совмещена с осью ускорителя, при этом отражатель расположен с наружной стороны электромагнита-резонатора . Основным недостатком известного устройства является низкий КПД, равный долям или единицам процентов (в зависимости от величины преобразуемой мощности), Целью изобретения является повышение КПД устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено запредельным кольцевым волноводом с перемычками, расположенными в зазоре в плоскости электронной орбиты, при этом перемычки расположены вдоль направления вывода синхронного излучения . На фиг о 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Устройство содержит электромагнит 1 ведущего магнитного поля с мягкой фокусировкой; СВЧ генератор 2 непрерывных колебаний, волноводныйтракт окно 4 волноводного тракта 3 (вакуумное)5 прозрачное для СВЧ излучения диафрагму 5 для согласования канализирующей части волновода с трансформирующей, полуволновый кольцевой СВЧ запредельный волновод со специальным перемычками 6, электрически соединен ньй с разрезом в трансформирующей части волноводного тракта, источник 7 частиц, фокусирующее кольцевое зеркало 8 для сбора и фокусировки магнитотормозного излучения, окно 9 для вывода мaгнитoтopмoзt oгo излучения, вакуумную камеру 10. Устройство работает слодуюп1им образом. В вакуумной камере 10 (.отдается разрежение, величина которого опродс И1 ляется необходимым врсме-ном жични пучка.Включается СЕЧ еисмптор 2, возбуждающий бегущую волну типа Иш в трансформирующей части волновода и Hf - в канализирующей его части. Электромагнитом 1, например криогенным, устанавливается величина индукции ведущего магнитного поля в области ускорения, согласующая энергия инжектируемых частиц. Последняя должна быть такой, чтобы время жизни пучка было достаточным для его доускорения до максимальной энергии в процессе медленного нарастания магнитного поля криогенного электромагнита. Далее начинается подъем ведущего магнитного поля (доускорение пучка) до величины, определяемой при данной интенсивности пучка максимальным поглощением СВЧ энергии на синхронное излучение. После этого .подъем поля прекращается, и устройство входит в стационарный режим. Магнитотормозное излучение с релятивистской орбиты с поиощью кольцевого фокусирующего зеркала 8 направляется на окно 9 для вывода и лучения и использования его в необходимых целях. Для производимости СВЧ токов в районе зазора в плоскости орбиты и предотвращения СБЧ излучения из него установлен симметричный запредельный волновод с перемычками 6, радиальный размер которого должен быть таким, чтобы СВЧ поле затухало практически полностью у внешней кромки волновода. Поскольку РЕЧЬ идет о критической частоте для волны типа Flm, быстрое затухание может быть обеспечено только посредством определенного размера волновода, перпендикулярно электрической напряженности Е. Тогда (в зависимости от длины внутренней кромки азимутального волновода) он имеет то или иное количество перемычек 6, соединяющих два диска азимутального запредельного волновода. Расстояние между ними ;иэлжнр быть менее половины длины волны в волноводе. По истечении времени жизни пучка в стационарном состоянии установки весь цикл необходимо повторить сначала. Таким образом, указанная выше основная цель достигается тем, что циклическое доускорение пучка и работа устройства в стационарном режиме, т.е. комлсислр ия потерь на синхротронное и-1луч нцр, должно произвидмтьс.я вблизи узла напряжения транс формирующего участка волновода, Излучение СВЧ мощности из азимутального разреза волновода, сделанного для вывода магнитотормозного излучения с полной орбиты пучка, предотвращается за счет азимутального запредельного волновода, выпол няющего роль блокировочного конденсатора для СВЧ токов, снабженного специальными перегородками для полу

011033

чениянеобходимой величины критической длины волны. Следовательно, предлагаемое устройство выгодно отличается от известных, так как позволяет осуществить преобразование

5 энергии СВЧ в энергию синхротронного излучения с высоким (80-90% . Поэтому КПД устройства от силовой сети в значительной степени определяется КПД СВЧ генера10тора .

УСТРОЙСТВО ,ТЛЯ ВЫВОДА СИНХРОТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ИЗ ЦИКЛИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРОННОГО УСКОРИТЕЛЯ по авт.св. № 465145,отличающееся тем, что, с целью повышения КПД, оно снабжено запредельным кольцевым I , волноводом t перемычками, расположенным в зазоре в плоскости электронной орбиты, при этом перемычки расположены вдоль направления вывода синхронного излучения .

8

10

6

фиг.2