ЛИНЕЙНЫЙ УСКОРИТЕЛЬ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ Советский патент 1970 года по МПК H05H7/22 H05H9/00 

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для исследовательских целей и в промышленности.

Известны линейные ускорители, в которы.к получают пучок заряженных частиц с линейчатым энергетическим спектром. Существенным недостатком таких ускорителей является то, что переход от одной энергетической линии спектра к другой происходит в сравнительно длительный нромежуток времени. В большинстве случаев переход от одной спектральной линии к другой осуществляется путем изменения фазы в первой ускоряющей секции при помощи фазовращателя с дистанционным управляемым электромехапизмом. Таким образом время перехода от одной линии к другой определяется скоростью вращения электромотора и составляет единицы и десятки секунд, что снижает эффективность использования ускорителя.

В предлагаемом линейном ускорителе, с целью получения линейчатого спектра в наносекундные промежутки времени, ускоритель содержит модулирующую энергию частиц, секцию с генератором, умножитель или делитель частоты электромагнитных колебаний на входе генератора, причем генератор и модулирующая секция настроены на частоту, отличную от частоты колебаний в ускоряющих секциях.

На фиг. 1 схематично изображен линейный ускоритель, где / - источник заряженных частиц, 2 - ускоряющая секция, 3-модулирующая секция, 4 - генератор питания источника заряженных частиц, 5 - генератор электромагнитных колебаний с частотой fi, 6 - генератор электромагнитных колебаний с частотой /2, 7 - задающий генератор, 8 - делитель частоты, 9 - фазовращатель, 10 -

поглощающая нагрузка в конце секции, // - сгустки заряженных частиц.

На фиг. 2 - полол ение сгустков заряженных частиц II на выходе ускоряющей секции 2 относительно фазы электрического

поля с частотой колебаний fi, где а, б,

в,..., ж - номера сгустков (всего семь), ЕГ-

а.мплитуда напряженности ускоряющего поля

в ускоряющей секции.

На фиг. 3 показано положение сгустков в

л одулирующей секции относительно фазы электрического поля с частотой колебаний - амплитуда напряженности электрического поля в модулирующей секции. На фиг. 3 рассматривается случай, когда частота на фиг. 4 показан энергетический

спектр пучка на выходе ускорителя при

ветственно. Wi, W2, Ws - среднее значение энергии заряженных частиц в сгустках а, б, в; dW-ширина энергетической линии спектра, AW - ширина энергетического спектра, / - интенсивность спектральных линий.

Работает линейный ускоритель следуюшим образом. Задающий генератор 7 работает с частотой /1 и возбуладает генератор 5 на частоте /ь делитель частоты 8 возбуладается от задающего генератора 7 и через фазовраш;атель 9 возбул дает генератор 6 на частоте /2. Ускоряюгцая секция 2 возбуждается генератором электромагнитных колебаний 5 на частоте fi. Генератор питания источника зарял :енных частиц 4 посылает импульс на источник заряженных частиц 1. Инжектируемые источником 1 в ускоряюпдую секцию 2 зарял енные частицы группируются в узкие сгустки //, ускоряются до релятивистской скорости и попадают в модулируюшую секцию 3, которая Бозбуледена генератором электромагнитных колебаний 6 на частоте /г. В модулируюш,ей секции 3 сгустки 11 взаимодействуют с электрическим полем. Характер взаимодействия сгустков // с электрическим полем в модулирующей секции зависит от фазы иижекции каждого сгустка. Так, часгицы в сгустках, взаимодействующих с ускоряющим полем, увеличивают свою энергию, а в сгустках, взаимодействующих с тормозящим полем, теряют свою энергию. Таким образом, на выходе ускорителя получают дискретный энергетический спектр пучка частиц, который состоит из двух или трех

спектральных линий в зависимости от фаз инжекции сгустков в модулирующую секцию. Ширина каждой спектральной линии 61 соответствует ширине энергетического спектра

и фазовой протяженности сгустка частиц, полученного на входе в модулирующую секцию. Расстояние между крайними спектральными линиями AW определяется пределами регулирования энергии и зависит от положения сгустков относительно фазы поля в модулирующей секции в момент инжекции сгустков в модулирующую секцию. Количество спектральных линнй, составляющих энергетический спектр и их относительная

интенсивность, также зависят от соотношения частот /1 и /2 и соотнощения фаз. Период одного цикла регулирования энергии

Т

1/1-Л1 Предмет изобретения

Линейный ускоритель заряженных частиц, содержащий одну или несколько ускоряющих секций, отличающийся тем, что, с целью получения линейчатого спектра в наносекундные промежутки времени, ускоритель содерл ит модулирующую энергию частиц, секцию с генератором, умножитель или делитель частоты электромагнитных колебаний на входе генератора, причем генератор и модулирующая секция настроены на частоту, отличную от частоты колебаний в ускоряющих секциях.

-. I I I I I/1 1

r ;S--;t;v.:U:.;:;.:..-

/л

V / X/ 47

-

г ,

fuz