СПОСОБ ПЛАВНОЙ РЕГУЛИРОВКИ ЭНЕРГИИ НА ВЫХОДЕ ЛИНЕЙНОГО УСКОРИТЕЛЯ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ Советский патент 1973 года по МПК H05H9/02 

I

Изобретение относится к ускорительной технике, в частности к линейным ускорителям заряженных частиц на бегущей волне.

Известны способы плавной регулировки энергии заряженных частиц на выходе линейного ускорителя. Однако даже наиболее перспективные из них неприменимы в области энергий от 350 кэв и ниже (для электронов).

Способы регулировки энергии изменением мощности СВЧ питания, перебросом фазы, изменением напряжения инжекции расщиряют спектр и уменьщают коэффициент захвата частиц в режим ускорения. Регулировка энергии за счет изменения частоты питания не перекрывает указанный диапазон энергий, так как замедляющая структура, настроенная на вид колебаний 6 я/2, перестраивается на вид колебаний, больщий 2 я/3, на конечном участке, что нарущает синхронизм движения заряженных частиц.

Предлагаемый способ позволяет осуществлять плавную регулировку энергии на выходе линейного ускорителя в диапазоне энергий от 50 кэв (для электронов) и выще. Это достигается тем, что геометрические размеры замедляющей системы ускорителя выбраны таким образом, что вид колебаний в на основной частоте меняется по длине ускорителя.

2

На фиг. 1 представлено семейство зависимостей фазовой скорости электромагнитного поля рф(ё) по длине ускорителя для различных частот СВЧ питания; на фиг. 2 - зависимость вида колебаний в(|) от длины ускорителя.

Период замедляющей системы D и фазовая скорость РФ в ней выбраны таким образом, чтобы обеспечить выполнение зависимостей,

приведенных на фиг. 1 и 2. Например, должно выполняться соотЕюшение:

2яР, j

е,

АО&Ф, 2

2г.р

г. в

т

где индексы 1 и 2 соответствуют началу и концу замедляющей системы. Для увеличения диапазона регулировки энергии желательно иметь замедляющую систему, внд колебания в которой был бы близок к О, однако при этом

существенно возрастает затухание, особенно на начальном участке.

Применение систе ы с переменным по длине видом колебаний (например, как показано на фиг. 2) позволяет расщирить диапазон регулировки скорости электронов в 1,5 раза без

существенного увеличения затухания. Регулировку энергии в такой замедляющей системе осуществляют изменением мощности и частоты СВЧ питания, что влечет за собой, в соответствиии с графиком на фиг. 1, изменение фазовой скорости рф, а следовательно, и энергии ускоряемых частиц.

Таким образом, монотонное изменение по длине вида колебаний позволяет расщирить диапазон регулировки энергии без существенного ухудшения спектральных характеристик пучка заряженных частиц.

Предмет изобретения

1.Снособ плавной регулировки энергии на выходе линейного ускорителя заряженных частиц изме}1ением частоты и мощности СВЧ питания, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулировки энергии, меняют вид колебаний 0 на номинальной частоте по длине ускорителя, например, выбором геометрии замедляющей системы ускорителя.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что вид колебаний 9 меняют от в л/2 в начале ускорителя до 9 л/3 в конце его.

fg-2Af e-jn)