Ускоряющая система линейного ускорителя ионов Советский патент 1990 года по МПК H05H9/02 

Изобретение относится к технике ускорителей, может использовано при создании сильноточных линейных ускорителей зарйженных частиц и является дополнительным к изобретению по asT.CBi № 671684.

Цель изобретения - упрощение настройки ускоряющей системы.

На фиг.Г представлена предпагае- . мая ускоряющая система, поперечный разрез; на фиг.2 - то же,,продольный разрез; на фиг.З - график распределения ускор-яющего поЛя в центре

ускоряющего зазора вдоль широких сто- 15 щение энергии.

рон/трубок дрейфа; на фиг.4 - срав- На модели предлагаемой ускоряювозмущанительные графики дисперсионных характеристик ускоряющей системы по основному изобретению и предлагаемой; на фиг.З - график распределения ускоряющего поля вдоль ускоряющей системы по основному изобретению; на фиг.6 - то же, предлагаемой системы; на фиг.7 - график; распределения ускоряющего поля вдоль предлагаемой системы после ее настройки.

V

В качестве примера конкретного выполнения рассмотрим ускоряющую систему линейного ускорителя дейтонов на энергию 3 Мэв и ток пучка в импульсе 900 мА, состоящую из цилиндрического резонатора 1 (фиг.1) диаметром 0,4 ми длиной ,1,3 м, с размещенными на плоских гребенчатых держателях 2 соосно и вдоль продольной оси резонатора 23-мя трубками дрейфа 3 с прямоугрл;ьным поперечным сечени- ем, широкие стороны которых ориентированы перпендикулярно плоскостям держателей, при этом апертура пролетного канала также имеет прямоугольную форму. Размеры апертуры первой трубки дрейфа 8x315 мм, последней 35x315 мм. Рост меньшего размера апертуры трубок дрейфа вдоль ускорителя обеспечивает с одной стороны увеличение пропускной способности канала, а с другой - требуемую равномерность распределения электрического поля по ускоряющему зазору; Длины трубок дрейфа и зазоры между ними рассчитывались из условия обеспечения переменно-фазовой фокусировки, применение которой в данном случае весьма эффективно.

Ускоряющая система этого ускори- . теля, состоящая из цилиндрического резонатора 1, трубок дрейфа 3, раз мещенных на плоских гребенчатых дерщей системы методом малого

ющего тела были проведены измерения

распределения электрического поля

20 в центральной плоскости ускоряющего зазора вдоль больших сторон апертуры трубок дрейфа. Как видно из графика (фиг.З) распределение ускоряющего поля по зазору равномерно,что

25 необходимо для ускорения ленточного пучка ионов, и симметрично относительно оси резонатора. Кроме того, было проведено исследование и сравнение дисперсионных характеристик

30 макетов предлагаемой ускоряющей системы и системы по основному изобре тению.

Анализ крутизны дисперсионных ха рактеристик ускоряющей системы по 35 основному изобретению 4 и предпага- емой 5 (фиг.4) свидетельствует о большей устойчивости к возмущениям . предлагаемой системы, что позволяет сделать вьтод об упрощении настроило ки этой системы. В результате расчетов выяснено, что величина допустимых отклонений геометрических размеров предлагаемой ускоряющей системы в 1,5 раза больше, чем уско- 45 ряющей Системы по основному изобретению. Следовательно, допуски на изготовление предлагаемой ускоряющей системы больше, а стоимость изготовления ниже. Распределение поля вдоль 50 продольной оси ускоряющей системы по основному изобретению имеет синусоидальную форму (фиг.5)5 в предлагае- .мой |се системе оно ближе к равномерному (фиг.6). Настройка предлагаемой ускоряющей системь осуществлялась

55

путем изменения углов подкоса плоских гребенчатых держателей. При величине углов подкоса 20 распределе ние поля вдоль ускоряющей системы

жателях 2, работает следующим образом.

Внешний генератор возбуждает в ускоряющей системе стоячую электромагнитную волну типа Н. В ускоряю- ЕЦ1Х зазорах между трубками дрейфа 3 возникает переменное во времени электрическое поле, но когда через

зазор проходят, ускоряемые частицы, поле принимает нужные ускоряющие значения. Частицы проходят через последовательность ускоряющих зазоров и на катодом из ншс получает приравозмущащей системы методом малого

ющего тела были проведены измерения

распределения электрического поля

0 в центральной плоскости ускоряющего зазора вдоль больших сторон апертуры трубок дрейфа. Как видно из графика (фиг.З) распределение ускоряющего поля по зазору равномерно,что

5 необходимо для ускорения ленточного пучка ионов, и симметрично относительно оси резонатора. Кроме того, было проведено исследование и сравнение дисперсионных характеристик

0 макетов предлагаемой ускоряющей системы и системы по основному изобретению.

Анализ крутизны дисперсионных характеристик ускоряющей системы по 5 основному изобретению 4 и предпага- емой 5 (фиг.4) свидетельствует о большей устойчивости к возмущениям . предлагаемой системы, что позволяет сделать вьтод об упрощении настроило ки этой системы. В результате расчетов выяснено, что величина допустимых отклонений геометрических размеров предлагаемой ускоряющей системы в 1,5 раза больше, чем уско- 45 ряющей Системы по основному изобретению. Следовательно, допуски на изготовление предлагаемой ускоряющей системы больше, а стоимость изготовления ниже. Распределение поля вдоль 50 продольной оси ускоряющей системы по основному изобретению имеет синусоидальную форму (фиг.5)5 в предлагае- .мой |се системе оно ближе к равномерному (фиг.6). Настройка предлагаемой ускоряющей системь осуществлялась

55

путем изменения углов подкоса плоских гребенчатых держателей. При величине углов подкоса 20 распределение поля вдоль ускоряющей системы

стало практически равномерным (фиг.7) Ускоряющую систему по основному изобретению настроить подобным методом не представлялось возможным, поскольку практически отсутствовало тело гребенчатых держателей.

Технико-экономическая эффективность ускоряющей системы линейного ускорителя ионов по сравнению с ускоряющей системой по основному изобретению выражается прежде всего в том, что настройка предлагаемой ускоряющей системы значительно упрощается особенно в случае использования трубок дрейфа с максимально допустимыми большими сторонами прямоугольной апертуры. В связи с этим снижа-. ются требования к точности изготовления предлагаемой ускоряющей системы, что приводит к уменьшению -трудоемкости создания ускорителя в целом.

Формула изобретения

Ускоряющая система линейного ускорителя ионов по авт.св. № 671684, отличающаяся тем, что, с целью упрощения настройки, трубки дрейфа прикреплены широкими сторонами к гребенчатым держателям, перпендикулярно к ним.

U9Z

-R

ширина

ofe/fu lJuafiemp резонатора

г.З

dpeutpa

9)

-эм

-%

S

200250

Частота, МГц

ФигЛ

Изобретение относится к ускорительной технике и является дополнительным к авт.св. СССР № 671684. Цель изобретения - упрощение настройки ускоряющей системы. Для этого к гребенчатым держателям 2 широ кими сторонами прикреплены трубки 3 дрейфа. Это позвопяет величине допустимых отклонений геометрических размеров ускоряющей системы быть в 1,5 раза больше. При этом настройка ускоряющей системы, осуществляется путем изменения углов подкоса гребенчатых держателей 2. При величине углов подкоса 20 распределение поля вдоль ускоря ющей системы становятся практически равномерным. 7 ил. сл с: 4 КЭ ho 05 е./ N)

Длина дсмряющей системы

Фиг. 5

t 0)

I

«

I |l

I

Длина ускоряющей cuc/nff / фиг.б

Длина yc/fop/r/ощеи cucnt Mbt

Редактор Н.Суханова

Составитель И.Зацепина Техред М.Ходанйч

Заказ 500Тираж 659Подписное

ВНИИПИ Государственного ко1митета CCCip

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

фиг. 7

Корректор М.Шароши