Ускоряющая система Советский патент 1981 года по МПК H05H7/02 

Изобретение огносится к ускоригельной «технике и можег быть кспользовано для ускорения заряженных частиц. Известны устройства для ускорения заряженных частиц l. Недостатком этих устройств является небольшая напряженность поля в ускоряющем зазоре, так как наоряжение на оси радиальной линии не может превышать зар$щного напряжения Кроме того, наличие конденсатора и разрядников в ускс яющей структуре, необходимость ввода постояннсго высокого напряжения в ускоряющую структуру усложняет конструкцию системы а жесткие требования к точности срабатывания разрядников усложняет их конструкцию и повышает вероятность пробоя, ч Известна также ускоряющая система, содержащая радиальные линии с отве стиями для пролета пучка, подключенные к источнику импульсного напряжения с помошью передающих ликий 2. Из-за .уменьшения объема, занимаемого полем по мере движения вош напряжения к оси радиальной линии, ускоряющее напря жение на оси радиальной линии превышает напряжение, приложенное от генератора к пинии, в несколько раз (3-5 раз) в зависимости от длительности п еднего фронта генератора. Увеличить энергию ускоренных частиц можно, повысив напряжение «а входе радиальной линии, однако это напряжение ограничено из-за возможности пробоя изоляции передающего кабеля. При использовании последовательногги радиальных линий для ускорения пучка пропорционального числу линви увеличивается импульсное напряжение между точками подключения передающих кабелей первой и последней радиальных линий. Поэтому простое увеличение числа линий, которое можно использовать для ускорения пучка, ограничивается опасностью развития пробоя. Кроме, того, наличие паразитной емкости между оплетками кабелей эквивалентно шунтированию радигшькой линии паразитной линией, образованной оплетками двух соседних коаксиальных кабелей, что 3Vi гфйводит к потерям энергий rtps зозбужяе«. Ни радйаяьных дан иг. Целью изобретения является увеличение энергий ,ньис частйц, Эго достигается тем, что электроды каждой радиальной ляник соедшшньг др}Т с другом с цомош.ью закороченной радиальной лшйй с элекгр гческой не менее nonoFiHHK Дцйтельносгн ускоряющего импульса накряжениЯ; а электроды передающ 1 г лЕТнйй с нулевым потенциалом соэди Ks-ны, рруг с лругом. На фйг- 1 cxejvjaTEHecxK кзображ эно иредлаг аемое усгройсгзо на фиг, 2-го ко, варианг выполненяк. Ускоряющая Система (фкг„ 1) содержит металлические диски 1 с отверсткяыи 2 для праиега пу-гка частиц 3, Эгк диски образуют радйаяьные пкпкк, причем кажды диск, кроме первого и гшспеднего., является общим для двух сосеамюс радиальных линий. Радиальные линяй подключены с помощью передающих пкнийо нааример коаксиальными кабелями, 4 . к источнику импульсного напряжения, Элекгрощ каждор радиальной линкн 5 в месте подключения Г1ереда:юи;.их линий соединены друг с Другом с комощью радиальной линии 6, за- корочеккой отрезком мегаяпкческой грубы 7, Электр 1ческая длина радиальной линии б должка быть не менее половины длительности ускоряющего кмпупьсв При этом электроды аередающих линий с нулевым потенциалом, (для коаксиальных кабелей это оплетки) электркчески соединены друг с другом. Ускоряющая сяст-емвг гфиведенная на fbtiTv, 2,. содержит металлические диски 8 с отверстаямЕ 9 для пролета пучка 10. Зтя двскк образуют радиалтэкые линнИ; гфичем каждый диск, кроме первого и nocns.n.SiSro,. является общим для двух со- ca.u-uix радйальньк ЛЕТНИЙ,, Радиальные линии закорочены по наружному радиусу дисков отрезками: металлической грубы 11„ Передакидке лж;ин (коаксиальные каебли 12} уаодягся в радиальную лккшо через отверсгкЕ и трубе 11,, зак-О зачивающей ра дигльные л-шни, и подключены к двум дис. ке.ы радиальной пшглк ка расстояггйя от за ксроченвого конца радиальной линиК;, огфеделяемом так чтобы его электрическа длина была не менее половины длительное™ ти н:л 1;ульса ускоряющего напряжения. Таким обраооМг электроды каждой радиальной лита; соединены друг с другом с помощью закороченной радиальной линии, чЭдекгроды передаюшмх линий с нулевым потенциало (оплетки коаксиальных кабелей) электричеки соединены друг с другом через диски адиальных лкний и отрезки металлической акорачивающей трубы, Ири этом передающие /ШНИй должны располагаться вблизи одаого КЗ дисков радиальной линии, В слуае использования коаксиальных кабелей они располагаются вблизи того диска, к которому подключена оплетка р абелей,, Рассмотрим работу устройства. Импульс напряжения с коротким передним 4ронтом от источника импульсного напряжения через передающие линик например коаксиальные кабели, поступают на радиальные линии равномерно по О1)уж:ности. Б общем сУ1учае каждая радиальная линия возб Т5 дается от отдельного источника, однако при небольшой длине ускоряющей системы можно ис11ол 23ОБать один источник импульсного напряжения. Ускоряющая система работает следующим образом. Импугаьс напряжен.ия с коротким фронтом поступает по коаксиальному кабелю на радиальную линию paBiiOMepHo по окружности. За счет уменьшения объема, занимаемого полем при распространении волн снаружи внутрь, происходит увеличение амплитуды ускоряющего напряжения на оси радиальных лир1ий Волны напряжения расгфостраняются также и в закороченных радиальных линиях 13, однако их действие на ускоряющее напряжение проявляется через время, определяемое временем пробега к закороченному концу радиальной линии к обратно. Вводя пучок заряженнььх частиц в момент достижения максимума напряжения на оси радиальньк линий, можно ускорить заряженные частицы Измерения, проведенные на модели у скоряющей системы, показанной на фиг. 1, состоящей из трех закороченных и трех ускоряющих линий, подтвердили приведенные вьпие соображения, Напряжение на оси радиальных линий соответствовало расчетное муг а при наборе последовательности из грех ускоряю щих незакороченных и трех закороченных радиальных суммарное напряжение на оси системы радиальных линий было в три раза больше.чем на одной. Формула изобретения Ускоряющая cHcTeMaj содержащая радиальные линии с отверстиями для пролета гсучка, Подключенные к источнику им-

цульсного напряжеиня с помощью передающих линий, отличающаяся т&, что, с целью увеличения энергия ускоренных частиц, электроды каждой радиальной линни соединены друг с другом с помощью закороченной радиальной линии с электрической длиной не менее половины длительности ускоряющего импульса напряжения „а электроды передающих линий с нулевым по feHUjf алом сведены друг с другом.

Исгочнккй информации, принятые во внимание при экспергизе

1.Павловский А. Б. н др. Ускоряющая Система А. Э., г. 37, № 3, 228,

1974.

2.Закутин В. В. и др. Вогфосы атомной науки и техники. Серия Линейные ускорители, вып. 2(5). Харьков. Иэд.ХФТИ, 1977, с. 61(протогип).

11

.5

и