Способ ускорения положительно заряженных частиц Советский патент 1980 года по МПК H05H9/00 

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано для ускорения ионов полем объемного заряда электронов до энергии 100 МэВ и более на 1 м длины ускорителя. Известен способ ускорения ионов коллекти ным методом по основному авт. св. № 286808 При его использовании необходимо применять пучки электронов релятивистских энергий и высокой интенсивности. Цель 11зобретення - повышение эффективности ускорения. Цель достигается тем, что на ось ускорения направляют радиально сходящийся поток элект ронов, образующих в фокусе облако отрицательного объемного заряда. Вдоль оси ускорения направляют поток ионов, который захватывается образующейся потенциальной ямой. Фокус вместе с захваченными в нем ионами перемещают вдоль оси ускорения со скоростью ускоряемых ионов наложением поперечного потоку электронов отклоняющего поля. Скорость подобрана таким образом, что ускоряемый ион все время находится на проти воположном к направлению движения склоне потенциальной ямы в максимуме электрического поля. Величина потенциальной ямы равна потенциалу, ускоряющему электроны (на оси ускорения образуется виртуальный катод). Размеры облака объемного заряда при хорошей фокусировке могут быть менее 1 мм и, следовательно, эффективные ускоряющие ионы электрические поля, например, для приложенного к катоду потенциала 100 кВ, должн т составлять более 10 В/см. Радиальная устойчивость ускоряемого потока ионов обеспечивается радиальной составляющей электрического поля объемного заряда,, которая создает силу, пропорциональную отклонению иона от оси ускорения и направленную к оси (условия жесткой фокусировки), В результате ускорение ионов происходит в узком канале (доли миллиметра), и ионный поток на выходе имеет малые поперечные размеры. Фазовая фокусирювка (в определенном интервале скорости) осуществляется автоматически, так как нон, отстающий при ycкopeнииi перемещается по склону потенциального барьера