Циклотрон Советский патент 1986 года по МПК H05H13/00 

1

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при разработке ускорителей с квазинепрерьшным пучком циклотронного типа.

Известен циклотрон, содержащий магнитную систему, вьшолненную в вид секторных блоков, и систему внешней инжекции.

При работе устройства ускоряемые частицы инжектируются внутрь вакуумной камеры циклотрона, пройдя через форинжектор, систему формирования временной структуры пучка, тракты проводка и поворота пучка.

Недостатком известного устройства является наличие большого количестве функциональных элементов в его инжекционной части, что требует больших эксплуатационных .расходов и снижает надежность циклотрона.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является циклотрон, содержащий инжектор и вакуумную камеру, снаружи которой установлены секторные блоки магнита, а внутри расположены ускоряющие резонаторы, которые подключены к системе высокочастотного питания.

В известном устройстве инжектор состоит из источника ионов ускорителя типа Кокрофта на энергию 300 КэВ (форинжектора), системы транспортировки из 15 комплектов электростатических квадруполей, ахроматической системы поворота пучка в плоскости, прерьшателя и клистронного группирователя, формирующих сгустки частиц определенной длительности. Весь инжекционный тракт длиной в несколько десятков метров откачивается сложной высоковакуумной системой, состоящей из десятка вакуумных насосов.

При работе устройства инжектируемый кусок проходит до входа в ускоритель весь инжекторный тракт, а наличие большого числа элементов в последнем снижает надежность устройства, что является одним из недостатков известного устройства. Недостатками известного устройства являются также его большие габариты и сложность конструкции.

Цель изобретения - уменьыение габаритов устройства, упрощение его конструкции и повьппение надежности.

172

Цель достигается тем, что в циклотроне, содержащем инжектор и вакуумную камеру, снаружи которой установлены секторные блоки магнита, а внутри расположены ускоряющие резонаторы, которые соединены с клеммами для подключения к источнику высокочастотного питания, введены две коллимирующие диафрагмы, а ин-

жектор выполнен в виде подсоединенного к клеммам для подключения к источнику высокочастотного питания четвертьволнового коаксиального резонатора с источником ионов на его

центральном стержне и отверстием в его наружном цилиндрическом экране, при этом четвертьволновой коаксиальный резонатор расположен между секторными блоками магнита, эмиссионное отверстие источника ионов и отверстие в наружном цилиндрическом экране четвертьволнового коаксиального резонатора расположены по общей оси, которая лежит в медианной

плоскости циклотрона, центральная ось четвертьволнового коаксиального резонатора перпендикулярна медианной плоскости циклотрона, одна коллимирующая диафрагма расположена в вакуумной камере на азимутальном расстоянии 90 от этой оси, а другая коллимирующая диафрагма расположена в вакуумной камере на азимутальном расстоянии 180 от этой же оси.

На фиг.1 дано сечение устройства поперек медианной плоскости; на фиг.2 - вид перпендикулярно медианной плоскости; на фиг.З, 4 - конструкция инжектора.

Устройство содержит вакуумную камеру, снаружи которой установлены секторные блоки 1 магнита, а внутри расположены ускоряющие резонаторы 2, между секторными блоками расположен

четвертьволновый коаксиальньш резонатор 3 с источником ионов 4 на его центральном стержне, пуллер 5, отверстие 6, расположенное в наружном цилиндрическом экране резонато-

ра, и две коллимирующие диафрагмы 7. Циклотрон работает следующим образом.

В коаксиальном четвертьволновом резонаторе 3 возбуждается высокочастотное поле на частоте, равной частоте ускоряющего напряжения циклотрона, либо кратной ей. Поле коаксиального резонатора 3 распределе-

ЦИКЛОТРОН, содержащий инж тор и вакуумную камеру, снаружи которой установлены секторные блоки магнита, а внутри расположены ускор ющие резонаторы, которые подсоединены к клеммам для подключения к ис точнику высокочастотного питания, отличающийся тем, что, целью уменьшения габаритов устройства, упрощения его конструкции и п вышения надежности, в устройство вв дены две коллимирующие диафрагмы, а инжектор вьшолнен в виде подсоединенного к клеммам для подключения к источнику высокочастотного питания четвертьволнового коаксиального резонатора с источником ионов на его центральном стержне и отверстием в его наружном цилиндрическом экране, при этом четвертьволновой коаксиаль-г ньй резонатор расположен между секторными блоками магнита, эмиссионные отверстия источника ионов и отверстие в наружном цилиндрическом экране четвертьволнового коаксиального резонатора расположены по общей оси, которая лежит в медианной плоскости циклотрона, центральная ось четвертьволнового коаксиального резонатора перпендикулярна медианной плоскости циклотрона, одна кол- лимирующая диафрагма расположена в вакуумной камере на азимутальном расстоянии 90 от этой оси, а другая коллимирующая диафрагма расположена в вакуумной камере на азимутальном расстоянии 180 от этой же оси.