Ускоряющая система синхротрона Советский патент 1976 года по МПК H05H7/00 

1

В качестве ускоряющих систем синхротронов используются объемные (тороидальные) или коаксиальные рюзонаторы. Одним из требований, предъявляемых к резонаторам, является компактность.

Известна ускоряющая система синхроirpoHa, выполненная в виде коаксиальной четвертьввлнавой линии, один конец которой закорочен, а другой нагружен емкостью, образованной торцов 1ми поверхностями проводников, на которых располагаются отвергстня для пролета заряженных частиц.

Размеры резонатора определяются длиной волны возбуждаемых в нем колебаний, геометрией проводников коаксиальной линии и величиной нагрузочной емкос Причем продольные и поперечные размеры резонатора зависимы между собой: уменьшение продольньЕх размеров приво- дит к увеличению поперечных размеров и наоборот.

Недостаток известной системы - большая длина. Этот недостаток особенно ощутим для резонаторов, возбуждаемых в диапазоне частот несколько мегагерц, и оказывается рещающим в их применении, когда продольные размеры резонаторов не могут быть уменьшень за счет увеличе- ния поперечных размеров, что имеет место для некоторых схем синхротронов.

Цель изобретения - уменьшение длины резонатора.

Для этого между концами линии подключей по крайней мере один коаксиальный отрезок, нагруженный емкостью, образованной торцовыми поверхностями проводников этого отрезка.

На фиг. 1 и 2 изображены принципи-

альные схемы двух вариантов предлагаемой ускоряющей системы; на фиг. 3 и 4 - эпюры распределения напряжения по длине резонаторов, показанных на фиг. 1 и 2 соответственно,

Резонатор, показанный на фиг. 1, выполнен из отрезка коаксиальной линии 1, один конец которой закорочен, а другой нагружен емкостью 2, образованной торцовыми поверхностями внутреннего 3 и

внешнего 4 проводников, на которых рас3

полагаются отверстия 5 для пролета заряженных частиц; к лянии в разных местах подключены три коаксиальных отрезка 6 нагруженных емкостями 7, образо™ ванными торцовыми поверхностями провод™ НИКОВ, причем внутренние проводники 8 отрезков подключены к поверхности внут реннего проводника 3, а внешние провод НИКИ 9 отрезков к поверхности внешнего проводника 4,

К достонкству предлагаемого резонатора следует отнести то, что удается сохранить малыми поперечные размеры линии

Возможны и другие схемы подключения коаксиальных отрезков, нагруженных, .емкостями. Резонатор, показанный на фиг. 2 выполнен из отрезка коаксиальной линии 1, один конец которой закорочен, а другой нагружен емкостью 2; образованной торцовыми поверхностями внутреннего 3 и внешнего 4 проводников, на которых располагавются отверстия 5 для пролета заряженных частиц; к линии подключены два коаксиальных отрезка 6, нагруженных емкостями 7, образованными торцовыми поверхностями проводников. Причем, отрезки подключены таким образом, что их оси и сюи линии пересекаются в одной точке.

I

Закономерности распределения напряжения в обоих случаях одинаковы: амплитуды напряжений максимальны в местах подключения члгрузошых емкостей и cn.uui-ют по синусоидальному закону к закоротке амплитуда напряжений в плоскости короткого замыкания равна нулю; амплитуды напряжений в линии и коаксиальных отрезках в местах подключения равны.

Длина коаксиальных отрезков, нагруженных емкостями, выбирается из условия ра-

вентсва входных сопротивлений отрезксж и части линии с нагрузочной емкостью и подключенными отрезками,

Резонатор работает следукдцим образом. От источника высокочастотного питаНИН энергия подается в резонатор через индуктивную петлю 1О, в результате чего в полости ускоряющей системы возбуждаются ВЧ колебания. Пучок заряженных частип пролетает в полости внутреннего проводника и попадает через отверстия, расположенные на торцовых поверхностях проводников линии, в рабочую полость резонатора, где взаимодействует с возбужде шыми в нем электромагнитными полями. (Путь

следования частиц обозначен на чертежах сплошной линией со стрелками).

Формула изобретения

Ускоряющая система синхротрона, выполненная из отрезка коаксиальной линии, один конец которой закорочен, а другой нагружен емкостью, образованной торцовыми поверхностями проводников, на которь1х располагаются соосные отверстия для 1пролета заряженных частиц, отличающаяся тем, что, с целью умзньше- ния длины резонатора, между концами линии подключен, по крайней мере, один коаксиальный отрезок, нагруженный емкостью, образованный торцовыми поверхностями проводников этого отрезка.

7

6

:П

.

.

Фиг.з