Микротрон с внешней инжекцией Советский патент 1980 года по МПК H05H7/04 H05H13/00 

Изобретение относится к ускоритель ной технике и может быть использовано при разработке инжекторов частиц в синхротрон. Известны микротроны с инжекцией частиц от термокатода, расположенного на боковой стенке резонатора l. Недостатком таких микротронов является то, что интенсивность ускорен ного пучка ограничена возможностями катодного узла, который не может быть достаточно большим. Катодный узел должен иметь малые размеры, чтобы не мешать движению частиц на первой орбите, чтЪ ограничивает интенсивность ускоренного пуч ка. Наиболее близким техническим реше нием к предлагаемому изобретению является микротрон с инжектором частиц, расположенным вне камеры микротрона, и магнитн1лм каналом, помещенным в медианной плоскости вакуумной камеры со стороны выходного отверсти резонатора 2. Недостатком этого устройства явля ется малая интенсивность ускоренного пучка вследствие расположения кангша со стороны выходного отверстия резонйтора. При указанном расположении канала инжекция производится в тормозящее электрическое поле резонатора с той целью, чтобы после обхода резонатора частицы не попали на стенку магнитного канала. Известно, что при инжекции частиц в тормозящее электрическое поле резонатора мала ширина фазовой области захвата частиц в ускорение. Целью изобретения является увеличение интенсивности ускоренного пучка в микротроне с внешней инжекцией за счет ввода частиц в ускоряющее электрическое поле резонатора. Цель до.стигается тем, что в известном микротрОнё с внешней инжекцией, содержащем магнит, вакуумную камеру, в медианной плоскости которой расположен высокочастотный резонатор с входным и выходным отверстиями для пролета ускоряемых частиц, инжектор ускоряемых частиц и магнитный канал, расположенный в медианной плоскости вакуумной камеры, магнитный канал расположен со стороны входного отверстия резонатора в медианной плоскости

йкротрона под углом Ц к оси резоатора, удовлетворя|ощим соотношегию

(| TRcostj -TlR4b-RsinV)- у: (

где L - толщина резонатора,

А - перпендикулярный к оси размер полости резонатора в медианной плоскости; В - толщина магнитного канала; R - радиус первой орбиты. Расположение магнитного канала под углом Ч к оси резонатора позволяет электронам обойти стенку магнитного канала, так как при этом создается смещение между координатами входа частиц на первую Х и вторую XQ орбиты лХ-Хх). Величина смещения должна быть больше, чем толщина магнитного канала В, но не олжна превышать половины перпендикулярного к оси размера полости резонатора - . Условие (1) можно записать в виде чертеже изображен схематически разрез микротрона по медианной плоскости .

Инжектор 1 через магнитный канал 2 соединен с резонатором 3 со входным отверстием 4 и ВЕЛХОДНЫК отверстием 5. Резонатор и магнитный канал помещены в вакуумную камеру б и электромагнит 7.

Устройство работает следующим образом.

Инжекцию частиц осуществляют в резонатор с помощью магнитного канала, расположенного со стороны входного отве1 стия резонатора. Для увеличения интексйвностй ускоренного пучка электроны вводят в ускоряющее электромагнитное поле резонатора под углом Ч к его продольной оси, удов лет ворякядим соотношению (1), что позволяет электронам обойти стенку магнитного канала при входе на вторую орбиТ7

Магнитное и электрическое поля в микротроне характеризуются параметрами

-F,,€ |,

где Н - напряженность магнитного поля

микротрона, Н - циклотронное магнитное поле

.

Н, . ея / Е - амплитуда электрического поля

на оси резонатора. Предлагаемое техническое решение позволяет увеличить интенсивность ускоренного пучка в 10 раз по сравнению с интенсивностью пучка в известном микротроне с внешней инжекцией и и 2-3 раза по сравнению с интенсивностью в микротронах с внутренней инжекцией.

Формула изобретения

Микротрон с внешней инжекцией, содержащий магнит, вакуумную камеру, в медианной плоскости которой расположен высокочастотный резонатор с входным и выходным отверстиями для пролета ускоряемых частиц, инжектор ускоряемых частиц и магнитный канал, расположенный в медианной плоскости вакуумной камеры, отличающис я тем, что, с целью увеличения интенсивности ускоренного пучка, магнитный канал располож-ен со стороны входного отверстия резонатора под углом Ц к его продольной оси, удовлетворяющим следующему соотношению:

.1йЦ)4исо5ф-л 1 -(1-Н sit су),

где L - толщина резонатора,

А - перпендикулярный к оси разме полости резонатора в медианной плоскости;

В - толщина магнитного канала.

R - радиус первой орбиты.

Источники информации Принятые во внимание при экспертизе

1.Капица С.П. и др. Микротрон. М., Наука, 1969, с.20.

2.Авторское свидетельство СССР

225346, кл. Н 05 Н 13/00, 15.03.65 (прототип).

4 3