Резонансная система циклотрона Советский патент 1984 года по МПК H05H13/00 H05H7/02 

Предлагаемое изобретение относит ся к области ускорительной техники, а именно - к ускоряющим системам циклотронов с диапазонной перестрой кой частоты. Известна резонансная система цик лотрона 5 содержащая бак плакировку j шток, выполненный в виде разветвленного проводника, изоляторы, орган перестройки частоты,, элемент связи резонансной системы и высокочастотного генератора. Орган перестройки частоты выполнен в виде подвижной закоротки с контактными элементами, посредством которых осу ществляется гальванический контакт между закороткой и штоком и закороткой л баком,, связь между генератором и резонансной системой емкостная t. Недостатком системы является низ кая кадежнрст1. Одна из причин этого недостатка обусловлена наличием емкостной связи резонатор-генератор Как показьтает опыт работы на цикло тронах с емкостной связью резонатор генератор в резонаторах имеют мест пробои в узле связи. Надежность сис тe.lЫ снижается также из-за применения 3 качестве органа перестройки частоты пдтунлсера со скользящими контактами, которые подгорают или привариваются к штоку или баку при подаче высокой мощности от генератор; . Для устранения этого дефекта необходимы остановки работы циклотрона. Наиболее близким техническим решением является резонансная система циклотрона с панельной перестрой кой частоты, состоящая из бака, пла кировки, штока, один конец которого прикреплен к задней стенке бака, а к другому концу прикреплен дуант; орган перестройки частоты выполнен в виде многозвенных панелей, каждая из которьгк одним концом прикреплена к передней стенке бака, а другим концом к его задней стенке. Электри ческий контакт между звеньями панелей, а также между бак-ом и звеньями осуш,ествлен г-ибкими элеме1 тами 2. Низшая частота в системе реализув ся при наибс1, зазорах панель шток, Ь си1ая - при наименьших зазорах панель - шток. Во всех положениях nant.in и шток имеет гальваническиГ| К1 нтакт между собой только 92 со сторонь задней стенки бака, и не имеют гальванцческого контакта со стороны передней стенки бака. Недостатком этой системы являются большие поперечные габариты при необходимости реализации трехкратного перекрытия по частоте. ,Цля уменьшения поперечных размеров в этой системе панелями осуществляется перестройка по частоте в 2,12,2 разэ;. а оставшаяся часть диапазона частот перекрывается перемещением триммера,, установленного в горловине около дуанта, что усложняет конструкцию системы. Связь между резонансной системой и генератором кондуктивная, причем элемент связи закреплен неподвижно. При такой конструкции элемента связи входное сопротивление системы по диапазону частот изменяется в широких пределах. Для создания генератору благоприятного режима работы связь генератор - резонансная система регулируется дополнительной емкостью, установленной в тракте генератор система. Наличие дополнительной емкости также усложняет конструкцию этого узла. Целью изобретения является увеличение диапазона перестройки по частоте и упрощение резонансной системы циклотрона. Цель достигается тем, что в резонансной системе циклотрона, содержащей бак, внутри которого на штоке установлен дуант, орган перестройки частоты в виде перемещающихся многозвенньЕх панелей и узел ввода мощности с кондуктивной связью, шток выполнен Т-образной формы, при этом перекладина штока закреплена на стенках бака с помощью изоляторов, концы панелей узла перестройки частоты прикреплены шарнирно к штоку в месте разветвления и к баку, г элемент связи выполнен в виде гибкой металлической трубы, один конец которой гальванически прикреплен к панели, а другой выведен из бака через изолятор, установленный в отверстии на стенке бака. На фиг.1 изображена конструкция редлагаемой резонансной системы иклотрона; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Резонансная система циклотрона остоит из бака, содержащего заднюю стенку 1, боковые стенки 2 и переднюю стенку 3, плакировки камеры 4, дуанта 5, штока 6, который выполнен в виде разветвленного проводника Т-образной формы, к одному ответвлению которого прикреплен дуант 5, а перекладина штока посредством изоляторов 7 прикреплена к баку (на чертеже шток прикреплен к боковым стенкам 2 бака); органа перестройки частоты, выполненного в виде двух трехзвенных панелей 8, один конец которы прикреплен к штоку 6 в месте разветвления, а второй конец - к баку в районе стыковки задней и боковой стенок 1, 2, звенья панели между собой, а также к баку и штоку прикреплены шарнирно, а электрический контакт обеспечивается гибкими проводя щими фольгами элемента 9 связи резонансной системы и генератора 10, причем элемент связи выполнен в вид гибкой трубы, один конец которой прикреплен к среднему звену панели а второй конец выведен из полости системы через изолятор 11, установленный в отверстии 12 бака, и стыкуется с внутренним проводником коаксиальной линии 13, через которую - поступает высокочастотная мощность от генератора. Изоляторы 7 прикреплены к баку фланцами 14. Гибкая тру ка представляет собой сильфон, или набор цилиндрических трубок с сильфонами между ними. К плакировке про тив дуанта 5 прикреплена противодуантная рамка 15. Возможно закрепление штока 6 и на передней стенке бака 3 с использованием изоляторов 7, а также другие варианты крепления Т-образного штока. Высокочастотный ввод целесообразно размещать на расстоянии, равном 1/4 высоты бака у верхней боковой стенки, так как в этом случае труба подвергается наименьшему прогибу. Предлагаемая разонансная система работает следующим образом. При поступле;нии высокочастотной мощности от генератора 10 через коаксиальную линию 13 и элемент 9 связи в системе возбуждаются высокочастотные колебания. Ускоряющее электрическое поле возбуждается в зазоре дуант - противодуантная рамка. Взаимодействуя с полем, заряженные частицы преобретают кинетическую энергию. Перестройка частоты системы осуществляется перемещением панелей из положения а в положение в. С перемещением панелей изменяется и положение элемента 9 связи в полости резонатора. При возбуждении системы на высокой частоте площадь витка связи, ограниченная контуром e-cJ- c-f, максимальная, на низкой частоте - минимальная (контур с-dс- ). Таким образом, связь система-генератор изменяется одновременно с перемещением панелей (с изменением частоты). Это перемещение позволяет обеспечить требуемое резонансное сопротивление в месте подключения генератора и обеспечить ему наилучщий режим работы. Использование предложенной резонансной системы позволяет, при упрощении конструкции, улучшить надежность циклотрона за счет устранения согласующих конденсаторов в тракте связи генератора и резонансной системы, а также увеличить диапазон перестройки частоты.

РЕЗОНАНСНАЯ СИСТЕМА ЦИКЛОТРОНА, содержащая бак, внутри которого на штоке установлен дуант, орган перестройки частоты в виде пере мещающихся многозвенных панелей и 1 г п 3 S LLL.L./.. / / /7 л// jf7 / / / /J л // / а { «% Sfei/:;; :ь.: ,v Ь Ц 5 /,.:j.../ ЕГ rsT T i :y itiai узел ввода вы6ок:очастот {ой мощности с кондуктивной связью, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что с целью увеличения диапазона перестройки по частоте и упрощения резонансной системы, шток выполнен Т-образной формы, при этом перекладина штока закреплена на стенках бака с помощью изоляторов, концы пйнелей узла перестройки частоты шарнирно прикреплены к штоку в месте разветвления и к баку а элемент связи выполнен в виде гибкой металлической трубы, один конец которой гальванически прикреплен к панели, а другой выведен из бака через изолятор, ус- . тановленный в отверстии на стенке бака. U2.1