Линейный ускоритель электронов Советский патент 1979 года по МПК H05H7/02 

изобретение относится к ускорительной технике а более конкретно к линейным электронным ускорителям (ЛЭУ) с сильноточными пучками и малой длительностью импульса тока и предназначено для использова1 кия В ядерной физике, радиационной химии, активационном анализе, луче вой .терапии и т. д. , Известны линейные электронные ускорители с обратным вводом мощности, В которых мощность с выхода ускорителя подается в одно из плеч смесителя (узел обратного вво да мощности) 1. Получившаяся в результате сложения мощность посту пает на ВХОД ускорителя. Наиболее близким к изобретению является линейный электронный уско ритель, содержащий инжектор, две ускоряющие секции, источник высоко частотной мощности, соединенный через волноводный тракт с первой у коряющей секцией 2. Однако такой ускоритель имеет сложную систему высокочастотного питания, снижающую экономичность установки. Кроме того наличие двух ИСТОЧНИКОВ высокочастотной мощност и узла синхронизации приводит к увеличению габаритов всего ускорителя. Цель изобретения - повышение экономичности и .упрощение конструкции ускорителя. Это достигается тем, что высокочастотные ВХОД и ВЫХОД второй ускоряющей секции соединены цепью обратной СВЯЗИ, содержащей фазовращатель, а В высокочастотный тракт между источником высокочастотной мощности и первой: ускоряюще ;.секцией включен фазовый инвертор. На чертеже изображена структурная схема предлагаемого линейного ускорителя электронов. Ускоритель состоит иэ инжектора 1, первой ускоряющей секции 2, источника высоко.частотной мощности 3, устройства 4 для инверсии фазы высокочастотного сигнала (например импульсного фазовращателя со сдвигом фазы на 180°), второй ускоряющей секции 5, ВХОД и выход которой соединены цепью обратной связи с фазовргицателем 6. Вторая секция 5 вместе с каналом обратной СВЯЗИ и фазовращателем 6 образует резонатор на бегущей волне (Р.В.В.), который выполняет функции устрой HaKonHtenbHOt43 и ускоряющего При влете ускоренного пучка из первой секции в Р.Б.в., происходит .возбуждение второй секции, причем время нарастания поля излучения до установившегося значения определяет ся добротностью резонатора. Поле во второй секции возбуждается в противофазе по отнесению к фазе колебаний в первой секции. Если в некоторый момент высокочастотного импульса ин вертировать фазу на входе первой ус коряющей сехции;с помощью устройств 4, то в оставшуюся часть импульса частицы будут дополнительно ускорят ся в секции 5. Таким образом, рабочий цикл ускорителя состоит из пери да накопления-энергии поля излучени пучка в Р.Б.в. в течение основной части импульса высокочастотной мощности и из периода использования запасенной энергии, путем быстрого .переброса фазы на 180 инжектируемом в Р.Б.В. электронов инвертирующим устройством 4. Пример. Был проведен расчет ускорителя, состоящего из одной ускоряющей секции и Р.Б.В. В качестве волноводной секции была выбрана ускоряющая структура ЛЭУ на энергию 2 ГэВ ХФТИ АН УССР. При величине импульсного тока 0,4 Аи энергии W 30 МэВ (W - энергия элек тронов после первой секции), прирост энергии на Р.В.в. составляет 25-30 МэВ. 6 таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить экономичность ускорителя примерно на -20-25% и упростить конструкцию сх&лл высокочастотного питания и волноводного тракта. Установки подобнотю типа, обладающие меньшей стоимостью по сравнению с известными, могут получить широкое распространение в различных отраслях науки и техники. Формула изобретения 1Ь1нейный ускоритель электронов, содержащий инжектор, две ускоряющие секции, источник высокочастотной мощности, соединенный через волноводный тракт с первой ускоряющей секцией, отличающийся тем, что, с целью повыиения экономичности и упрощения конструкции ускорителя, высокочастотный вход и выход второй ускоряющей секции соединены : цепью обратной связи, содержгицей фазовращатель, а в ал сокочастотный тракт мекду источником высокочастотной мощности и первой ускоряющей секцией включен фазовый инвертор. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Ускорители, вып. У, Госатомиздат, 1963, с. 75-89. 2.Атомная энергия, т. 29. вып. 2, 1970, с. 140.