Многоканальная ускоряющая структура Советский патент 1990 года по МПК H05H9/04 

ю

4

Изобретение относится к ускорительной TcxfmKe, в частности к области линейных резонансных ускорите- лей, и может быть использовано при ссзгании новых и реконструкции дей- ствуюЕцих ускорителей.

Цель изобретения - повышение эффективности структуры эа счет увеличения коэффициента захвата частиц в режим ускорения.

На чертеже приведена ускоряющая структура, общий вид.

Структура содержит вакуум-плотный кожух I, узел ввода ВЧ мощное ти 2, объемный ПЬобразный резонатор 3 с трубками 4 дрейфа, которые прикреплены держателями 5 к сторонам стенок

6и 7 резонатора. Трубки дрейфа присоединены к средней стенке 7 -при по- мощи П-образных держателей 8. Для-об легчения процесса юстировки трубок дрейфа на участке формирования пучка держатели в местах сочленения снабжены КСтировочными устройствами 9. Для обеспечения тонкой ВЧ-подстройки резонатора на заданную частоту между вфковыми стенками резонатора 6 с внешней стороны закреплены под строечные элементы 10. Выходные торцы боковых стенок резонатора имеют вырезы Н.

Ускоряющая структура работает следующим образом.

При введении ВЧ-энергии через узел ввода 2 в зазорах между трубками 4 дрейфа возникает высокочастотное электрическое поле, а в пространстве между боковыми стенками 6 резонатора 3 возбуждается в основном магнитное поле. За счет наличия средней стенки

7и П-образных держателей 8 удается локализовать магнитные поля между соседними держателями, размещенными с обеих сторон средней стенки. Это приводит к перераспределению электрических полей в зазорах между трубками дрейфа. Напряженность злектричес кого поля в i зазоре между трубками дрейфа пропорциональна площади поперечного сечения фигуры, образованной i держателем и средней стенкой.

Дня обеспечения плавного нарастания напряженности электрического поля в ускоряющих зачорах, а между трубками дрейфа на участке формирования пучка достаточно выполнить следующее условие :

S, S, - В; /В, ,

25

30

.-

JQ

5

20

Q

j

,

5

0

где В; - относительная скорость разновесной частницы в середине ускоряющего, зазора с индексом i, i,,..,N. Высота сред1гей стенки h выбрана из соображений обеспечения необходимой электрической прочности в промежутках между трубками дрейфа и дополнительной стенкой. Пусть Н - расстояние от днища резонатора до центрального канала структуры, г - раДиус трубок дрейфа, U - потенциал на трубке дрейфа. Тогда высота дополнительной стенки h будет определяться из соотношения

h t Н-г - и/Е„р,

где Е - пробойная напряженность электрического поля, г - радиус трубки дрейфа.

Трубки дрейфа 4 на участке регулярного ускорения могут быть присоединены к боковым стенкам резонатора обычным, образом. Но для обеспечения одинаковой напряженности электрического поля на этом участке выходные торцы боковых стенок резонатора имеют наклонные вырезы t1. Точная подстройка частоты резонатора без заметных изменений распределения электрического поля в зазорах между трубками дрейфа осуществляется путем перемещения под- строечных элементов 10, установленных снаружи резонатора параллельно его днищу. Так как к установке трубок дрейфа на участке формирования пучка предъявляются особенно жесткие требования то все П-образные держатели в местах присоединения их к дополнительной стенке снабжень специальными юстировочными устройствами 9, вь полненными в виде болтовых соединений.

I

Выполненная таким образом ускоряющая структура позволяет получить заданное нарастание энектрического поля на участке формирования, обеспечить равномерность электрического поля на участке регулярного ускорения, обеспечить выход на рабочую частоту без искажений ускоряющего электрического поля, и простоту и надежность юстировки ускоряющего канала.

Все это способствует повьш1ению коэффициента захвата частиц в режим ускорения, а следовательно, и повышению электронного КПД ускорителя.

Формула иэобретемия

I. Многоканальная ускоряющая структура, выполненная в виде. 1 1-еСраэ ного Н-резонатора с труОками , укрепленным на стенках резонатора с помощью держателей, и сна женн-.я подвижными подстроечными элементами, отличающаяся тем, что, с целые повыирния эффективноети структуры эя счет увеличения коэффициента захвата часпщ в режим ускорения, первые N трубок дрейфа поочередно прикреплены к протинояоложным боковым поверхностям средней стенки с помощью П-обраэных держателей тлк, что плоп1ади S поперечных сечений, сграниченю х этими держателями удов- ,летворяют выражению

Di в,

ле П,1,2, ,, N - номер vcKopHr- шг й труГки (; - относительная скорость рльньие ;гг;)й ч с7нцы в i-м ча- , а высота средней с теикп рыбрана согласно выражению

h Н. -г - и,/Е„р,

где ; - pnccTOH aie от днкща резоне- тора до оси центрального пролетного к }нала i-ft трубки дрейфа, м, U; - по- т нциал i-й трубки дрейфа. В; - пргПньное значение напряженности элек- Т15ического поля, В/м, г - радиус трубки дрейфа, м.

2. Структура по п.I, о т л и ч а- ю щ а я с я тем, что подстроечные элементы пыполненъ в вид л перемычек, расположенных под днитем резонаторе между двумя боковыми стенками, 3. Структя а по пп.1 и 2, о т личающаяся тем, что, ч гы- ходных торцах стенок выполнень: вырезн.

д