Ускоритель заряженных частиц Советский патент 1986 года по МПК H05H7/02 

4i J Oi

Изобретение относится к ускорительной технике, а более конкретно к линейным электронным ускорителямс рециркуляцией пучка, и предназначено для использования в ядерной физике, радиационной химии, активационном анализе, лучевой терапии и т.д.

Известен линеййый ускоритель электронов с рециркуляцией пучка, состоящий из инжектора, ускоряющей секции, возбуждаемой ВЧ-генератором, и системы транспортировки пучка, представля ющей собой четыре поворотных магнита и набор магнитных линэ. Система обеспечивает Двукратное прохождение пучка через ускоряющую секцию, что позволяет при малых значениях ускоряемого Тока в пределе удвоить, по сравнению с системами без рециркуляции, энергию электронов на выходе ускорителя,

Однако в ускорителе невозможно получить более чем двукратное увеличение энергии ускоряемых частиц.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ускоритель заряженных частиц, состоящий из инжектора, двух уско14яющих секций, питание каждой из который осуществляется от собственного ВЧ-генератора н системы транспортировки пучка в вире четырех Поворотных магнитов, обеспечивающих многократную рециркуляцию ускоряемого пучка.

К недостаткам такого ускорителя бледует отнести сложность системы ВЧ-питания, снижающую экономичность установки. Кроме того, наличие двух генераторов ВЧ-мощности и узла синхронизации приводит к существенному увеличению габаритов всего ускорителя..

Целью изобретения-является повьшенще экономичности ускорителя и упрощение его конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в известный-ускоритель заряженных частиц, содержащий инжектор, две ускоряющие секции, соединенные системой транспортировки пучка, и генератор ВЧ-мощности, введены фазовращатель и инвертор, при этом фазовращатель подключен между входом и выходом одной ускоряющей секции, а выход генератора ВЧ-мощности подключен к входу фазоинвертора, выход которого подключен к другой ускоряющей секции.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого ускорителя.

Ускоритель состоит из инжектора 1, первой ускоряющей секции 2, фазового инвертора 3 (например, импульсного фазовращателя со сдвигом фазы на

180°), генератора 4 ВЧ-мощности, второй ускоряющей секции 5, вход и выход которой соединены через фазовращатель 6, и системы транспортировки пучка в виде четырех поворотньпс магнитов 7,

8, 9 и 10.

Вторая секция 5 совместно с фазо,вращателем 6 образует резонатор с бегущими волнами (РБВ), который выполняет функции накопительного и ускоряющего устройства.

Ускоритель работает следующим образом.

Пучок заряженных частиц из ршжектора 1 посредством поворотного магнита 7 вводится в первую ускоряющую секцию 2, где осуществляется его группировка в сгустки и ускорение. Далее ускоренный пучок из секции 2 через поворотные магниты 8 и 9 ввог

дится в РБВ, при этом происходит возбуждение ВЧ-поля во второй ускоряющей секций 5. Время нарастания ВЧ-поля. излучения пучка до установившегося значения определяется добротностью РБВ.

Поле во второй секции 5 возбуждается в противофазе по отношению к фазе ВЧ-колебаний в первой ускоряющей секции 2, Если в некоторый момент ВЧ-импульса генератора инвертировать

фазу на входе первой ускоряющей секдии 2 с помощью фазового инвертора 3, то в оставшуюся часть импульса частицы дополнительно ускоряются в секции 5. Затем ускоряемые сгустки через

поворотные магниты 10 и 7 вводятся повторно в ускоряющую секцию 2.

Таким об разом, рабочий цикл ускорителя из периода накопления энергии поля излучения пучка в РБВ и

периода использований запасенной

энергии путем быстрого переброса фазы на 180 инжектируемых в РБВ сгустков ускоряемых частиц фазовым инвертором 3. Так как для ускорителя по схеме

прототипа возможна реализация только двукратной рециркуляции пучка через i первую ускоряющую секцию, предлагае,чая схема ускорителя при приблизительно равной вы:ходной энергии на

20-25% экономичней и проще по конструкции за счет исключения одного ВЧ-генератора и отсутствия системы синхронизации.

УСКОРИТЕЛЬ ЗАРЯЖЕИНЬЙ: ЧАСТЩ, содержащий инжектор, две ускоряющие секции, .соединенные системой транспортировки пучка,«и генератор ВЧ-мощности, отличающий с;я тем, что, с целью повьшения э1сономичности ускорителя и упрощения конструкции, в него дополнительно введены фазовращатель и инвертор, при этом фазовращатель подключен между входом и выходом одной ускоряющей секции, a выкод генератора ВЧ-мощности подключен к входу фазоинвертора выход которого подключен к другой ускоряющей секции.

Г

«

1

«Ч