Ускоряющая система ускорителя заряженных частиц Советский патент 1988 года по МПК H05H9/00 

8

Ю

(Л

ется во входную и выходную секции (с) 4 и 5. Входная С 4 представляет собой резонирующую полость, образующуюся при .закорачивании С 4 со сто- РОНЫ входа пучка. Выходная С 5 работает в режиме бегущей волны, которая обеспечивается поглощающей нагрузкой 8 с согласованием входа С 5 с соответствующим плечом ТТВ 1. Электрическая длина ВЧ-тракта от Г до ТТВ 1 и электрическая длина от центра диафрагмы 10 связи до ТТВ 1 выбраны из соотношений,представленных в тексте описания. Поэтому при отклонении частоты Г от номинального значения 1- 4% выходной СВЧ-мощнос- ти поступает обратно в Г в виде соответствующим образом сАазированной обратной волны и обеспечивает стабилизацию частоты Г. Входная С 4 выполняет одновременно два функции ускорения на стоячей волне и стабилизирующего Г резонатора. Стабилизация частоты Г приводит к улучшению стабильности выходных параметров пучка - энергии и тока,наличие части ускоряющей системы, работающей в режиме стоячей волны, приводит к увеличению темпа ускорения и, как следствие, к уменьшению общей длины ускоряющей системы. Разделение соседних типов колебаний в короткой С 4 увеличивает предельный ускоряемый ток. 1 ил.

Изобретение может быть использовано при разработке ускоряющих устройств линейных и циклических ускорителей. Цель изобретения - увеличение выходной энергии, снижение нестабильности выходных параметров системы без потери мощности на развязку внешнего стабилизирующего резонатора и генератора. ВЧ-мощность генератора (г) через ВЧ-тракт 2 поступает в шес- типолюсный трансформатор типа волны (ТТВ) 1. Отсюда она перераспределяс

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при разработке ускоряющих устройств линейных и циклических ускорителей.

Цель изобретения - увеличение выходной энергии и снижение нестабильности выходных параметров системы без потери мощности на развязку внешнего стабилизирующего резонатора и генератора.

На чертеже изображена предложенная ускоряющая система.

Ускоряющая система содержит шес - типолюсный трансформатор 1 типа волны (ТТВ), одним плечом связанного ВЧ-трактом 2 с генератором 3 ВЧ-мощ ности, а два других плеча соединены с входной 4 и выходной 5 секциями. Входная секция закорочена фланцем 6 со стороны входа пучка, в котором имеется запредельное отверстие 7 для пролета частиц. К концу выходной секции 5 присоединена поглощающая согласованная нагрузка 8. Заряженные частицы поступают в устройство из инжектора 9. Генератор 3 БЧ-мощности соединен с входной секций 4 посредством диафрагмы 10.

Устройство работает следующим образом.

ВЧ-мощность от генератора 3 через ВЧ-тракт 2 поступает в ТТВ 1, а затем перераспределяется во входную 4 и выходную 5 секции. Выходная секция

работает в режиме бегущей волны,который обеспечивается поглощающей нагрузкой 8 на конце секции и согласованием входа секции с соответствующим плечом ТТВ. Входная секция 4представляет собой резонирующую полость, образующуюся при закорачивании секции со стороны входа пучка. Расстояние от середины диафрагмы 10 связи резонатора до ТТВ, электрическая

длина ВЧ-тракта между трансформатором и генератором и коэффициент связи трансформатора с генератором выбраны таким образом, что при отклонении частоты генератора от номинального значения 1 - 4% выходной СВЧмощности генератора поступает обрат- но в генератор в виде соответствующим образом сфазированной обратной волны обеспечивает стабилизацию частоты генератора - явление затягивания частоты автогенератора внешней резонансной нагрузкой. Длина же по- лости трансформатора подобрана так, что волны, прямая от генератора и отраженная от входной секции, складываются в выходной секции в фазе.Это

выполняется в том случае, когда электрическая длина ВЧ-тракта от генератора до трансформатора типа волны и электрическая длина от центра диафрагмы связи до трансформатора типа волны выбраны удовлетворяющими соотношениям

(2т+1)

1 (2п+1) -

.. fT

, где Ад

новодные длины волн в соответствующих линиях передачи, м, п -и m - любые целые числа.

Таким образом входная секция выполняет одновременно две функции: ускорения на стоячей волне и стабилизирующего генератор резонатора. Выходная секция работает в обычном режиме бегущей волны. Пучок заряженных частиц поступает в ускоряющее устройство из инжектора 9, в качестве которого могут быть :использованы например, катодный узел, группирующая секция или ускоряющая секция.Проходя последовательно входную и выходную секции пучок частиц набирает энергию. Дополнительная стабилизация частоты генератора приводит к стабильности выходных параметров пучка - энергии и тока. Наличие части ускоряющей системы,работающей в режиме стоячей волны, приводит к увеличению темпа ускорения и, как следствие, к уменьшению общей длины ускоряющей системы. Кроме того, в короткой входной секции соседние типы колебаний хорошо разделены,что увеличивает предельный ускоряемый ток по сравнению с системами, целиком работающими на стоячей волне.

10

Формула изобретения

Ускоряющая система ускорителя заряженных частиц, содержащая последовательно и соосно расположенные инжектор, входную ускоряющую секцию, соединенную посредством диафрагмы связи с соответствующим плечом шес- типолюсного трансформатора типа волны, вход которого посредством ВЧ- тракта соединен с выходом питающего генератора, и выходную ускоряющую секцию на бегущей волне, на конце которой присоединена согласованная наг- 15 рузка, отличающаяся тем, что, с целью увеличения выходной энергии и снижения нестабильности выходных параметров системы без потери мощности на развязку внешнего

стабилизирующего резонатора и генератора, входная секция выполнена в виде многозазорного высокодобротного резонатора, электрическая длина ВЧ-тракта от генератора до трансформатора типа волны и электрическая длина от центра диафрагмы связи до трансформатора типа волны выбраны удовлетворяющими соотношениям

20

25

1,, (2п+1)

:

и Sp (2m+1)

рг

5

0

где 7.

гт

И А

п

волноводные длины волн в соответствующих линиях передачи, м; любые целые числа.

и m

а выходная секция на бегущей волне согласована на рабочей частоте с соответствующим плечом трансформатора типа волны.