ВСЕСОЮЗНАЯI Советский патент 1973 года по МПК H05H9/00 

1

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при создании линейных ускорителей заряженны.ч частиц, налример протонов н тяжелых ионов.

Одним из возможных способов фокусировки частиц в линейном уско-рителе является их фокусировка самим ускоряющим полем (без применения специальных линз) за счет периодического изменения синхронной фазы вдоль О.СИ ускорителя. Известно, что периодическое изменение синхронной фазы достигается модуляцией фазы высокочасто-пных (ВЧ) колебаний вдоль ускорителя. Для этого ускоритель с трубками дрейфа собирают из сравнительно коротких резонаторов. В каждом из резонаторов трубки дрейфа установлены в порядке пла.вного нарастания их длин таким образом, чтобы расстояния /н между п-ым и (п-Ы)-ым за-зорами менялись по известному закону синхронизма:

« Л-Р«- ь

где к - коэффициент длины периода ускорения;РП - относительная скорость частиц на

П-.ОМ периоде ускорения - длина волны ускоряющего поля. В последовательности таких резонаторов периодическое изменение синхронной фазы

2

достигается тем, что ВЧ питание каждого из резонаторов ведется от отдельного ВЧ канала с надлежащим сдвигом фаз, ВЧ колебаний между ними.

Известный ускоритель даже на сравнительно малые энергии должен иметь множество обособ.тенных резонаторов с разветвленной сетью их ВЧ питания.

Цель изобретения - объединение группы обособленных резонаторов в единый многозазорный резонатор и достижение заданной периодичности изменения синхронной фазы вдоль оси такого резонатора.

Это достигается расположением в резонаторе трубок дрейфа не в порядке нараста«ия их длин по закону синхронизма, а в порядке чередования длинных и коротких трубак таким образом, чтобы расстояния между центрами соседних зазоров менялись в соответствии с выбранным законом периодического изменения синхронной фазы.

На чертеже схематически представлен многозазорный резонатор, в разрезе.

Период ускорения D резонатора содержит длинную 1 и короткую 2 дрейфовые трубки, причем длинные и короткие трубки чередуются, а величина периода растет по длине ускорителя и расстояние /,, между центрами п-го и (я+1)-го зазоров меняется по закону Е:

/.(-l)f Л

где Vi - добавка к среднему значению Фо, на которую из,мвняется синхронная фаза в соседних зазорах так, что величина синхронной фазы по длине ускорителя изменяется по закону РС fo+V:

После инжекции в ускоритель заряжённых частиц происходит следующее.

Синхронная частица, проходя центр первого зазора в фазе Ро-fi, будет проходить далее все четные зазоры в фазе (Vo+Pi), я все нечетные зазоры - в фазе (). Из указанного видно, что чередованием длин трубок действительно достигается заданная периодичность синхронной фазы в многозазорном резонаторе. Следовательно, в предлагаемом линейном ускорителе периодическое изменение синхронной фазы вдоль его оси достигается в многозазорном резонаторе путем

расстаиовки трубок дрейфа в порядке чередования белее длинных трубок с более короткими; что зна ЧИтельно упрощает конструкцию ускорителя. 5

Предмет изобретения

Линейный резонансный ускоритель заряженных частид. с фазонеременной фокусировкой, содержащий инжектор ускоряемых частиц, ускоряющую систему, выполненную в виде резонаторов с трубка1ми дрейфа, систему высокочастотного питания, отличающийся тем, что, с целью упрощения системы высокочасхоткого питания и конструкции ускорителя, ускоряющая система выполнена в виде многозазорвого резонатора, причем ее период содержит последовательно расположенные две дрейфовые трубки разной длины, причем любой последующий период больще предыдущего.