Ускоряющая структура для линейного резонансного ускорителя ионов Советский патент 1989 года по МПК H05H9/04 

3149А25Д.4

закрепленными на корпусе Н-резона-типа Н-резонатора с трубками дрейтора. В результате удается существен- фа и заметно увеличить электронный но повысить эффективное шунтовоеКПД ускорителя. 2 ил.

сопротивление ускоряющей структуры

Цель изобретения - повышение КПД ускорителя в диапазоне больших скоростей ионов. Ускоряющая структура содержит вакуумно-плотный кожух 1, узел возбуждения СВЧ-колебаний и П-образный корпус 2, на котором закреплены основные трубки дрейфа поочередно на боковых стенках с периодичностью βλ/2, а внутри указанного корпуса размещен дополнительный П-образный корпус 6 с присоединенными к его кромкам дополнительными трубками дрейфа 4, размещенными попарно между соответствующими парами основных трубок дрейфа так, что между всеми трубками дрейфа расстояния равны. Это позволяет решить задачу устранения снижения амплитуды напряженности электрического ВЧ-поля на оси в середине ускоряющих зазоров, образованных трубками дрейфа, закрепленными на корпусе Н-резонатора. В результате удается существенно повысить эффективное шунтовое сопротивление ускоряющей структуры типа Н-резонатора с трубками дрейфа. И заметно увеличить электронный КПД ускорителя. 1 ил.

Изобретение относится к ускори- тельноц технике, в частности к линейным ускорителям ионов, и может использоваться при создании новых . и реконструкции действующих ускорителей.

Цель изобретения - повьппение электронного КПД ускорителя в диапазоне больших скоростей ионов.

На фиг. 1 приведен схематический поперечный разрез структуры,- на фиг. 2 - то же, план о

Ускоряющая структура (фиг.1 и 2) содержит вакуумный кожух 1, основной 2 и дополнительный 3 П-образные корпуса°Н-резонатора, на которых закреплены соответственно основные трубки дрейфа А на штангах и дополнительные трубки дрейфа 5 на Г-об- разных штангах 6, опоры 7 и 8, при помощи которых крепятся соответствено дополнительный и основной корпусы, узел 9 возбуждения. Кроме того, в боковых стенках и днище дополнительного корпуса 3 выполнены отверстия связи.

Ускоряющая структура работает следующим образом.

При введении ВЧ энергия- через узел 9 ввода в зазорах между трубками дрейфа возникает ускоряющее напг)яжение, а в основном и дополнительном корпусах Н-резонатора возникает синфаВлый ВЧ ток, который создает магьштный поток, пронизьшаю- щий поверхности, заключенные между стенками и днищами основного и дополнительного корпусов, в одном направлении и замыкается через поверхность между внешними поверхностями основного корпуса и вакуумным кожухом. Таким образом tia кромках боковых стенок основного и дополнительного корпусов наводится синфазное напряжение, но различное по величине в местах крепления основных и промежуточных трубок дрейфа. Дополнительные трубки дрейфа оказываются под несколько меньшими потен

циалами, чем основные трубки. Обра- зуется своеобразный высокочастотный делитель, который позволяет получить равномерное распределение поля на всем периоде ускорения (между основными трубками дрейфа) подобно тому, как это делается в секционированных ускоряющих трубках на постоянном токе. Получаемое существенное улучшение однородности ВЧ поля в диапазоне относительно больших скоростей, например ,2, позволяет значительно повысить эффективное шунтовое сопротивление и расширить область применения Н-резонаторов. Использование такого Н-резонатора совместно, например, с фазопеременной фокусировкой позволяет в несколько раз повысить в рассматриваемом диапазоне шунтовое сопротивление и снизить ВЧ

потери, а следовательно, повысить КЦЦ ускорителя.

По сравнению с известными Н-резо- наторами в данном диапазоне скоро- стей ионов фактор пролетного времени увеличивается примерно в 3 раза, а добротность оказывается лишь на 30-40% ниже при сравнении их на частоте 150 МГц и при (,1Д. Таким

образом, использование предлагаемой конструкции позволяет в 2-2,5 раза повысить эффективное шунтовое сопротивление Н-резвнатора с трубками дрейфа,

Формула изобретения

Ускоряющая структура для линейного резонансного ускорителя ионов.

содержащая вакуумно-плотный кожух, узел возбуждения ВЧ колебаний и Н-резоиатор с основным корпусом П- образной формы, на боковых стенках которого поочер,едно на расстоянии

рЛ/2 закреплены основные трубки дрейфа на штангах, где |Ь - относительная скорость ионов, 51 длина волны в резонаторе, М, снабженный средствами для подстройки частоты и распределения ВЧ поля и юстировки трубок дрейфа, отличающаясятем что, с целью повышения электронного КПД ускорителя в диапазоне больших скоростей ирнов, внутри основного П-образного корпуса коаксиально и соосно ему на опоре между днищами установлен дополнительный П-образ- ный корпус с дополнительными трубками дрейфа, укрепленньми поочередно на его боковых стеНках с помощью Г-образных держателей так, что каждая пара дополнительных соседних трубок дрейфа размещена между соответствующей парой основных трубок дрейфа соосно с ними, расстояния между всеми трубками Н-резонатора выбраны равными, в боковых стенках

14942546

и днище дополнительного корпуса выполнены отверстия связи для синфазно,го возбуждения электрического и магнитного полей обоих корпусов, а площади поперечного сечения S и S.M образованные боковыми стенками и днищами соответственно основного и дополнительного корпусов Н-резонатора, выбраны согласно выражению

10

Si l S|j C,j

где GI - емкость между соседними основными трубками дрейфаJ Cij - емкость между соседними промежуточными трубками, заключенными между соответствующей парой основных трубок .