СПОСОБ ГРУППИРОВКИ ЭЛЕКТРОНОВ Советский патент 1972 года по МПК H05H7/00 H05H9/02 

Изобретение относится к области ускорительной техники. Известны способы группировки электронов в полях бегущих волн высокой частоты, например способ группирования и ускорения электронов в бегущем с растущей фазовой скоростью электромагнитном поле.

Однако такими способами удается сгруппировать заметное количество электронов только до значений коэффициента группировки не выше (0,10+0,14). 102.

С целью повышения коэффициента группировки по предложенному способу электроны выводят из первой части группирователя и. пропускают через дебанчер (разгруппирователь), после чего вводят во вторую часть группирователя.

Во второй части группирователя возбуждают высокочастотное поле на более низкой частоте, чем в первой части группирователя.

Это позволяет увеличить разрешающую способность при спектрометрии частиц по времени пролета.

Для повышения к. п. д. высокочастотное поле в дебанчере (разгруппирователе) возбуждают в виде собственного поля излучения сгустков, т. е. пролетающими сгустками электронов.

нов в электромагнитном поле с постоянной фазовой скоростью волны, равной скорости света (УФ С, где Ф - фаза, Y - приведенная энергия, А - положение частиц при вводе в поле, Б - положение частиц при выводе из поля); на фиг. 2 - диаграмма Слетера для случая тори ожения электронов в электромагнитном поле с частотой, в четыре раза превышающей исходную, и с постоянной фазовой скоростью, меньшей скорости света и скорости частиц на входе в поле, но большей скорости частиц на выходе из поля (. нач. ф Кэл. коп., где ф - фаза, Y - приведенная энергия, В - положение частиц при вводе в поле, Г - положение частиц при выводе из поля); на фиг. 3--диаграмма Слетера для случая группирования и ускорения электронов в поле с частотой в 4 раза более высокой, чем исходная, и с растущей

фазовой скоростью, равной вначале скорости частиц на входе в поле (Уф нач. Vg.-i. нач., где Ф - фаза, 7 - приведенная энергия, Д -- пололсение частиц при вводе в поле, Е - положение частиц по окончании группирования).

По предлагаемому способу электроны группируют следующим образом. Поток электронов с одинаковыми значениями приведенной энергии вводят в бегущее с базовой скоростью, равной скорости света, электромагдящие в последовательность А (фиг. 1) и занимающие фазовый интервал - группируют

Zi

в интервале- , причем сгусток принимает

6

нодковообразную форму Б (фиг. 1), отвечающую разбросу по значениям приведенной энергии Y в диапазоне 3,0-4,0.

Полученный сгусток Б выводят из исходного поля и переводят в другое бегущее поле в 4 раза более высокой частоты, чем исходное. В этом ноле сгусток В (фиг. 2) располагают в тормозящей полуволне. Интервал фаз, занятый сгустком В, оказывается в 4 раза

больщим (-- I . чем на выходе из исходного

поля.

Сгусток подковообразной формы В (фиг. 2) тормозят в бегущем электромагнитном поле с фазовой скоростью волны меньщей, чем скорость света и скорость частиц на входе в поле, н к моменту совершения половины фазового колебания частицей с входной фазой

-выравнивают приведенные значения энерZi

гии электронов, т. е. приводят сгусток к форме Г (фиг. 2). При этом интервал фаз, занятый сгустком, оказывается равным -- .

Zi

Последовательность электронов сгустка Г (фиг. 2), имеющую скорость ниже скорости волны на выходе из тормозящего ноля, переводят в другое бегущее электромагнитное поле такой же частоты, т. е. в 4 раза большей, чем исходная, но с растущей фазовой скоростью волны, равной скорости электронов на входе в поле. В этом поле сгусток располагают в интервале фаз от О до - (Д на

2i

фиг. 3), соответствующем наибольшей возможной группировке при указанных начальных условиях. Электроны, входящие в последовательность Д (фиг. 3), группируют и ускоряют в бегущем электромагнитном поле с растущей фазовой скоростью волны, в результате чего по достижении ими энергии, соответствующей значениям 7 5+6 фазовые колебания затухают и частицы (Е на фиг. 3) оказываются лежащими в интервале фаз, равном - в поле с частотой в 4 раза более выZi

сокой, чем исходная.

Таким образом, электроны, занимающие в поле исходной частоты интервал фаз, равный

-(А, фиг. 1), группируют в интервале фаз - (Д на фиг. 3) в поле в 4 раза более

сокой частоты чем исходная, что соответствует коэффициенту группировки 0,5-10.

Повторное группирование и ускорение электронов в ноле бегущей волны с растущей фазовой скоростью волны может быть также осуществлено на исходной или на более низкой частоте. В этом случае последовательность электронов с одинаковыми скоростями переводят в названное поле и располагают в фазовом интервале, соответствующем также наибольшему возможному коэффициенту группирования для данных начальных условий.

Этот вариант изобретения предусматривает нспользование для повторного группирования и ускорения поля бегущей волны с растущей фазовой скоростью с частотой ниже исходной частоты. Это дает возможность, например, при частоте в 4 раза ниже исходной, получать компактные сгустки с частотой следования в 4 раза более низкой, новышая тем самым разрешающую способность аппаратуры при спектрометрии частиц по времени пролета.

Следующий вариант изобретения предусматривает нспользование энергии излучения частиц для создания тормозящего поля. Это дает возможность обойтись единственным высокочастотным генератором для возбуждения электромагнитного поля во всех трех структзфах,- полей одинаковой частоты в первой и третьей резонансных группирующих структурах и ноля повышенпой частоты (соответствующего предельной длине волны) в тормозящей резонансной структуре.

Предмет изобретения

1.Способ группировки электронов, заключающийся в том, что электроны пропускают через две части группирователя, в которых возбуждают бегущие высокочастотные поля, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента группировки, электроны выводят из первой части группирователя и пропускают через дебанчер (разгруппирователь), после чего вводят во вторую часть группирователя.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью увеличения разрешающей способности при спектрометрии частиц по времени пролета, во второй части группирователя возбуждают высокочастотное поле на более низкой частоте, чем в первой части групнироватсля.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения к. н. д., высокочастотное поле в дебанчере (разгруппирователе) возбуждают в виде собственного поля излучения сгустков, т. е. нролетающими сгустками электронов.

Фиа.д О J Л