Линейный ускоритель электронов Советский патент 1985 года по МПК H05H7/02 

Изобретение относится к ускорительной технике, а именно к Линейным электронным ускорителям (ЛУЭ) с малой длительностью импульса тока, и явдяется усовершенствованием известного линейного ускорителя электронов по авт. св. № 624546.

Линейный ускоритель электронов по основному авторскому свидетельству содержит инжектор, две ускоряющие секции, источник высокочастотной мощности, соединенньй через волноводный тракт с первой ускоряющей секцией, высокочастотный вход и выход второй ускоряющий секции, соединенные цель обратной связи содержащей фазовращатель, и высокочастотный тракт между источником высокочастотной мощности и первой ускоряющей секцией, в который включен фазовый инвертор.

. Недостатком такого ускорителя является необходимость использования сильноточного пучка для возбуждения резонатора,на бегущей волне, образованного второй ускоряющей секцией вместе с каналом обратной связи и фазовращателем.

Целью дополнительного изобретения является повышение эффективности ускорителя За счет снижения, величины требуемого тока возбуждения.

Цель достигается тем, что в известном линейном ускорителе по авт. св. № 624546 вторая ускоряющая секция снабжена системой реци ркуляции пучка, выполненной в виде канала транспортировки пучка с выхода второй секции на ее вход.

На чертеже приведена схема ускорителя . I

Ускоритель содержит: инжектор 1,

первую ускоряющую секцию 2, вторую ускоряющую секцию 3, ввод и вывод которой соединены цепью обратной связи с фазовращателем 4, источник 5 ВЧ мощности, подключенный через импульсный инвертор 6 фазы к входу первой ускоряющей секции 2 и система рециркуляции ускоренного пучка выполненная в виде канала 7-10 транспортировки пучка. Ускоряющая секция 3 вместе с каналом обратной связи и фазовращателем 4 образует резонатор на бегущей волне (РБВ).

Ускоритель работает следующим образом.

Рабочий цикл устройства включает в себя два периода - накопления ВЧ энергии в РБВ и использования запасенной -энергии для дополнительного ускорения пучка.

В первый период рабочего цикла сгрупированный релятивистский пучок инжектируемый в РБВ из ускоряющей секции 2 вводится в секцию 3 и цир-т кулирует в ней посредством системы рециркуляции которая включает в себя каналы - 7 - 10. Цри времени циркуляции кратном периоду следования сгустков инжектируемого в РБВ пучка, наводимая им ВЧ мощность будет пропорциональна величине тока циркулирующего пучка.

Переход к периоду использования запасенной в РБВ энергии для дополнительного ускорения пучка осуществляется посредством быстрого переброса фазы на 180 , питающего ускоряющую секцию 2, источник,а ВЧ мощности (.генератора) 5, посредством импульсного инвертора 6 фазы. Переброс фазы ВЧ поля на 180 на входе ускоряющей секции 2 вызывает изменение фазы инжектируемых .в РБВ сгустков

тока так же на 180

и, следовательно, ВЧ поле в секции 3 для них становитускоряющим. ся

Для примера был проведен расчет ускорителя, состоящего из одной ускоряющей секции и РБВ. В качестве

волноводной секции была выбрана

структура ЛУЭ на энергию 2 ГэБ ХФТИ АН УССР. При величине импульсного тока 0,2 А и энергии ускоренных частиц На выходе первой секции 30 МэБ

ля однократной рециркуляции пучка прирост энергии на РБВ увеличивается в 2 раза (в случае многократной рециркуляции увеличение прироста энергии на РБВ будет кратно отношению

циркулирующего в РБВ тока к току инжектируемому- из первой секции) по сравнению с известным ускорителем по авт. св. № 624546.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить энергию ускоряемых частиц за счет использования рециркуляции пучка в период накопления ВЧ-энёргии РБВ. Ускоритель, выполненный по

авт. св. № 624546, в пределе может

обеспечить двухкратное повышение энергии пучка инжектируемого в РБВ. Поэтому для установок с предельным

3 10886444

значением энергии ускоренного пучкаПредлагаемый ускоритель может

применение предлагаемого устройствабыть реализован либо как самостояпозволяет либо снизить снижениевеличи-тельное устройство, либо в виде

ны требуемого для достиженияпредельнойприставки к имеющемуся ускорителю

энергии токавожбуждения РБВ ,либо сок-5 расширения его функциональных

ратить длину в торой ускоряющей секции.возможностей.

ЛИНЕЙНЬЙ УСКОРИТЕЛЬ ЭЛЕКТРОНОВ по авт. ев, № 624546, отличающийся тем, что, с целью повьшения эффективности ускорителя, вторая ускоряющая секция снабжена системой рециркуляции ускоряемого пучка, выполненной в виде канала транспортировки пучка с выхода второй секции на ее вход. 00 00 Од 4ib