Изобретение относится к области ускорительной техники.
Известен способ ускорения протонов, захваченных внутрь электронного сгустка, который образован электронами, движущи.мися во внешнем поле но замкнутым траекториям. Ускорение протонов при этом ослчдествляется благодаря совместному ускорению двухкомпонентного сгустка высокочастотным полем резонатора или снстемы резонаторов. Известный способ заключается в том, что создают электронное кольцо, захватывают этим кольцом нротоны п ускоряют электропюе кольцо совместно с протонами.
Цель предлагаемого изобретения - новышение энергии частиц и эффективиости ускорения.
Предлагаемый сиособ заключается в том, что в прямолинейный пучок релятивистских электронов вводят нротоны, а затем источник электронов , например, так, чтобы частицы распределялись в плоскости. Протоны, удерживаемые в электронном пучке полем объемного заряда электронов, начинают разгоняться, приобретая скорость как в радиалыюм, так и в азимутальном направлении. При вращении электронного пучка траектории отдельных электронов представляют собой прямые линии, а весь пучок в целом представляет собой спираль Архимеда (см. фиг. 1).
Механ1;зм ускорения протонов в такой системе может быть представлен как движение частиц в потенциальной яме объемного заряда, линейная скорость неремендения cjDpoHTa которой увеличивается по мере удаления от центра вращения и стремится достигнуть па бесконечно большом радиусе скорости света (электронов). Протоны будут }держиваться в потенциальной яме до тех нор, пока силы инерции не превзойдут силы объемного заряда. При вращении электроны, занимающие в нространгтве область в форме спирали Архимеда, по мере удалеиия от центра враН1,, даляются друг от друга в азимутальном наиравлении. При этом плотность сниралн уменьшается, а. следовательно, уменьшаются силы, удерживающие нротоны. Для повышения эффективностн }скорения траекто 31ио электронов искривляют так, чтобы она была зеркальным отображением спирали Архиме;;а, образующейся в резлмьтате враигения пучка. Па фиг. 2 штриховой линией показана область, занпмаслая пучком в результате 15раш,еипя, а непрерывной линией - траектор Я электронного пучка, искривленная с пол:онхью л;агиитного ноля. Расчеты показывают, что для искривления траектории требуется сравнительно слабое поле. В результате искривления траекторий электронов .магнитным полем область, занятая электронами в
пространстве при вращении пучка, будет представлять собой прямую линию, по крайней мере до такого радиуса, па котором фазовая скорость равпа скорости света (см. фиг. 3). В этом случае плотность пучка выше п глубже нотепциальной ямы, удерживающей частицы.,
Предмет изобретения.
1. Способ ускорепия положительно зарял.епных частиц, например протонов, основанный па явлении их устойчивого удержания
в пучке релятивистских.электронов, отличающийся тем, что, с целью повышения энергии частиц, протоны вводят в пучок релятивистских электронов, а источник электронов вращают вокруг оси, не совпадаюш,ей с осью пучка.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности ускорения, траекторию электронного пучка корректируют магнитным полем, силовые линии которого перпендикулярны плоскости вращения электронного пучка.
1
f-1
2
