СПОСОБ УСКОРЕНИЯ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ В ЛИНЕЙНОМ ИНДУКЦИОННОМ УСКОРИТЕЛЕ Советский патент 1972 года по МПК H05H9/00 H05H11/00 

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано при проектировании линейных ускорителей инжекторов синхротрона.

Известен способ ускорения заряженных частиц в линейном индукционном ускорителе, заключающийся в том, что поток частиц с относительно низкой начальной энергией вводят в линейный индукционный ускоритель, в котором каждой из частиц сообщают одинаковую энергию. Однако при таком способе ускорения не удается получить последовательность частиц с разными скоростями, постоянной средней плотностью и плавно изменяющейся энергией.

Предлагаемый способ ускорения предназначен для создания импульсной последовательности частиц с одинаковыми скоростями, постоянной средней плотностью и нарастающей энергией в релятивистском диапазоне.

По предлагаемому способу заряженные частицы в линейном индукционном ускорителе ускоряют следующим образом.

Импульсный поток с постоянной средней плотностью, состоящий из заряженных частиц, ускоренных до релятивистской энергии, вводят в линейный индукционный ускоритель, в котором возбуждают вихревое электрическое поле с амплитудой, нарастающей по заданному закону в течение всего интервала

пребывания частиц потока в ускорителе. В результате этого каждая последующая частица в потоке подвергается воздействию электрического вихревого поля больщей амплитуды, чем каждая предыдущая. Импульсная последовательность частиц, которую получают на выходе линейного индукционного ускорителя, характеризуется одинаковыми скоростями частиц, неизменяющимся постоянным значением средней плотности частиц в потоке и энергией, нарастающей вместе с запаздыванием частиц по отношению к начальной.

На чертеже приведена трехмерная картина

изменения энергии частиц в потоке в зависимости от времени ввода в линейный индукционный ускоритель и от условного порядкового номера частицы, т. е. от места частицы в потоке.

По осям отложены - W - энергия, t - время, Л - номер частицы, Wi - энергия частиц при вводе в линейный индукционный ускоритель, W2 - энергия первой частицы в потоке при выходе из ускорителя, Wz - энергия последней (/г-ной) частицы в потоке при выходе из ускорителя.

сохранена неизменной во времени при инжектировании в синхротрон потока частиц с нарастающей энергией. Неизменность амплитуды бетатронных колебаний, взятая с сохранением радиуса орбиты, относительно которой происходят эти колебания, приводит к возможности продолжительной инл екции частиц в синхротрон в отличие от ограничительной во времени инжекции, имеющей место при одинаковой энергии частиц в потоке и уменьшающемся радиусе равновесной орбиты.

Таким образом, осуществление предлагаемого способа позволит увеличить интенсивность пучка ускоренных частиц на выходе синхротрона.

--it

.г

v«-

341420

Предмет изобретения

Способ ускорения заряженных частиц в линейном индукционном ускорителе, заключающийся в том,, что заряженные частицы вводят в ускоритель, в котором возбуждено вихревое электрическое поле, и выводят из ускорителя, отличающийся тем, что, с целью оптимизации фазового распределения частиц

на выходе, например, при использовании ускорителя в качестве инжектора синхротрона, вводят частицы, ускоренные до прекращения фазового движения, а амплитуду напряженности вихревого электрического поля непрерывно увеличивают в течение импульса ускорения, например, соответственно закону нарастания магнитного поля синхротрона.