Ускоряющая система Советский патент 1976 года по МПК H05H7/02 

(54) УСКОРЯЮЩАЯ СИСТЕМА

Известна ускоряющая система Альвареца в виде цилиндрического резонатора, нагруженного трубками дрейфа, широко используемая в линейных ускорителях ионов. Она имеет большое шунтовое сопротивление на единицу длины, равномерную по длине среднюю напряженность электрическопо поля и обеспечивает довольно высокий темп ускорения. Но в этой системе, если длина волны меньше 2 м, минимальная энергия инжекции протонов лежит в пределах 500-700 кэв, а ток инжектора, даже с группир ователем, используется лишь наполовину.

Особенность предлагаемой ускоряющей

системы заключается в том, что в цилиндрическую трубу (в дальнейшем будем называть контейнер) параллельно ее оси вложены две трубы меньшего диаметра. Эти трубы не касаются друг друга и стенок контейнера. В вертикальной плоскости вблизи оси трубы имеют по одному разрезу вдоль образуюшей. К краям разрезов крепятся четыре электрода в форме тел вращения (оси электродов параллельны оси системы), выполненные таким образом, что если в каком-либо поперечном сечении одна пара расположенных по диагонали электродов имеет больший диаметр, то вторая пара имеет мень- щиц диаметр. Больщий диаметр растет вдолй ускорителя, а меньший - уменьшается. В сечении, расположенном на расстоянии ;вЛ/2 от. рассмотренного, соотношение диаметре противоположное. Между этими сечениями расположей-зг сечение, в котором средние диаметры электродов одинаковы по всей длине ускорителя.

Такое исполнение ускоряющей системы позволяет снизить энергию инжекции до 100150 кэв и захватить в режим ускорения больше половины тока от форинжектора (теоретически до 80%). Диаметр ускоряющей системы в 3-4 раза меньше диаметра ускорителя Альвареца и примерно соответствует диаметру ускоряющих систем с фокусировкой ускоряющим полем и с пространственно однородной фокусировкой. По сравнению с линейным ускорителем ионов предлагаемая ускоряющая система имеет ряд конструктивных преимуществ, как то: большая простота настройки (нужно настраивать две резонирующие камеры, которые связаны лишь через электрическое поле и почти не связаны чере магнитное); большая технологичность и удоб ство монтажа электродов сложной формы, поскольку резонирующие камеры могут быть изъяты из контейнера. Данная ускоряющая система предназначает ся для начальной части ускорителя, в которо скорость протонов изменяется от ув 0,014 до 0,06. На фиг. 1 и 2 показана предлагаемая ускоряюшая система в двух проекциях. В трубу 1 (контейнер), закрытую с торпов днищами 2, параллельно ее оси вложены две цилиндрические трубы 5 (камеры) меньщего диаметра, имеющие по одному разрезу вдоль образующей вблизи оси/системы. Они не касаются друг друга и стенок контейнера. К краям разрезов камер прикреплены электроды 4 (всего четыре штуки), имею-щие форму тел вращения. Оси этих электродов параллельно оси системы. Электроды выполнены следующим образом В сечении, например, Б-Б диаметр диагональ ной пары электродов больше среднего диаметра J5 , диаметр второй пары меньше среднего. На расстоянии Я /2 в сечении В-В диагональные пары электродов меняются размерами. Между оговоренными сечениями располагается сечение, в котором все четыре электрода имеют одинаковый диаметр D Длина участка с ) C-OrtSt и равна Я/6. Из чертежа видно, что В не меняется вдоль всего резонатора, больщий диаметр ра тет, а меньший уменьшается. В предлагаемой ускоряющей системе возбуждается тип колебаний, при котором магнитный поток Н охватывает каждую камеру и направлени одинаково в обеих камерах. Электрическое поле Е возникает в разрезе. Оно определяется расстоянием между элект ррдами, поскольку напряжение на разрезах постоянно вдоль ускорителя. Описанная фор ма электродов позволяет сформировать и продольное ускоряющее поле и квадрупольное фокусирующее поле, необходимые для фокусировки пространственно однорсоным квадрупольным, полем. Формула изобретения Ускоряющая система в виде цилиндрической трубы-контейнера, замкнутого с торцов дн:ишами, внутри которого укреплены на стойках две трубы меньщего диаметра с разрезами по образующим вблизи оси системы, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности воздействия фокусирующей и 5 скоряющей компонент поля на ускоряемый пучок, на краях разрезж малых труб укреплены четыре стержня - электрода в виде тел вращения переменного диаметра таким образом, что если в каком-либо поперечном сечении диагональных электродов имеет диаметр больще среднего, то другая -пара имеет диаметр меньще среднего, в сечении же, расположенном на расстоянии половины длины замедленной волны, соотношение диаметров противоположное а за каждым таким сечением следует сечение, где диаметры четырех электродов равны среднему диаметру, причем электроды выполнены таким образом, что средний диаметр постоянен вдоль ускоряющей системы, монотонно растет, меньщий уменьщается.