Способ ускорения электронных сгустков и устройство для его осуществления Советский патент 1983 года по МПК H05H9/04 

. 176 Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано цпя ускорения электронных сгустков цо больших энергий апя делай генерации мощных СВЧ импульсов, цпя инжекции в ускорители, для получения V -излучения и т, ц. Известен способ ускорения электронных сгустков эяектрическо й компонентой. СВЧ поля в волновоциой ускоряющей струк туре типа сложенного волновода IJ . : В этом способе ускорения.энергия СВЧ генератора накапливается в изогнутом резонаторе стоячей волны. После дос тижения звцанной напряженности электрического поля Б резонатор, инжектируют электроны, которые при ускорении отбирают энергию из резонатора. Убыль энергик в резонаторе компенсируют энергией, поступающей в него о генератора, что позволяет поддерживать в рейонаторе постоянное значение напряженности электрического поля. Время ускорения эле14тронов при этом примерно равно цпительности.. импульса генератора СВН« Однако такой способ ускорения имеет малую величину ускоряемого зарада. Это связано с тем, что при нормальной работе такого ускорителя увеличение энергии электронных сгустков при. ускорении не может превышать энергии СВЧ поля поступающей от генератора. . Известен- способ ускорения электронных сгустков, который позвогшет значите .льно увеличить величину ускоряемого заряд за счет отбора энергии СВЧ поля, предвари тельно накопленной в ускоряющем резона торе 21 . В -этом способе ускорение электронов проводится за счет энергии, накопленной и тороидальном резонаторе метрового диапазона дяин волн. После возбуждения резонатора и достижения требуемой напряженности электрического поля в ускоряющий зазор инжектируют электронные сгустки, которые ускоряются за счет энергии, поступающей к ускоряю. щему зазору из объема резонатора. Недостатком данного способа ускорени является большой энергетический раэб рос от сгустка к сгустку. Это связано с тем, что при ускорении первого сгуст ка энергияэ а следовательно а налряжен носгь поля в резонаторвз уме1яьшается. Чтобы компенсирова1ь уменьшение энер гин Б резонаторе при этом способе ускорения неоеасодимо иметь мощность ВЧ генератора в сотни мегаватт Кроме того такой ускоритель имеет 6ольшг;1е габариты и вес, что связано с использованием . 2 оборудования метрового диапазона длин волн, ., Известен способ ускорения.электронных сгустков с большим зарядом, в котором ускорение осуществляется за счет СВЧ энергии, накопленной в резонаторе бегущей волны З . При этом способе ускорение энергии производится в ускоренном диафрагмированном волноводе, включенном в волноводное кольцо резонатора бегущей вогшы, После накопления энергии в диафрагмированный волновод инжектируют электронные сгустки ,которые ускоряются и отбирают запасную энергию., Направление ускорения сгустков при этом параллельно групповой скорости электромагнитной волны. Убыль энергии в ячей- ках диафрагмированного волновода компенсируется за. счет энергии, поступающей из объема накопителя. При стационарном режиме ускорения энергия бегущей волны, заключенная в объеме накопителя с размерами, равными длине волны, должна поровну распределяться всеми ячейками ускорякяцего диафрагмированного волновода. Эта часть энергии определяет заряд и прирост энергии сгустка в ячейке диафрагмированного вывода. Недостатком такого способа ускорения является увеличение энергетического спада от сгустка к сгустку при ускорении, сгустков с большим зарядом. При увеличении заряда сгустков головные сгустки отбирают большую часть накопленной энер гни, уменьшая напраженность электрического поля, и Последующие электронные cry-, стки присватают меньшую энергию. Целью изобретения является уменьшение энергетического спада от сгустка к сгустку при ускорении больших зарядов. Согласно изобретению, указанная цель достигается тем, что в способе ускорения электронных сгустков электрическим полем резонансного объемного накопителя СВЧ, инжекцию сгустков осуществляют в течение времени, равного двойному времени распространения электромагнитной вогаа 1 поперек направления ускорения сгустков в каждой ячейке накопителя с групповой скоростью. Энергию СВЧ генератора накапливают в резонаторе стоячих волн. Стоячая вопна в резонаторе может представлена в виде суммы двух бегущих волн, вектор групповой скорости которых направлен вцопь резонатора. При прохождении ускорякшзего промежутка сгусток отбирает энергию апектромагнитной вол ны и его окрестностн, Слеаукщие сгустки ускоряются за счет энергия, поступакщей

1. Способ ускорения электронных сгустков электрическим полем резонансно го объемного , накопителя СВЧ энергии, / отличаюшийся тем, что, с цепью уменьшения энергетического спада от сгустка к сгустку при ускорении бопьщих зарядов, инжекиию сгустков осуществляют в течение времени, равного ЦБО.ЙНОму времени распространения электромагнитной волны поперек направления ускорения сгустков в каждой ячейке накопителя с групповой скоростью. 2. Устройство цля осуществления спо. соба по п. 1, включающее электронный инжектор, генератор накачки СВЧ энергии, ;волноводный резонатор с типом колебания , являющийся накопителем СВЧ энерi . гии, отличаю щ-е ее я тем, что резонатор изогнут так, что длины ячеек (Л резонатора от одной пары пролетных отверстий до другой равны И Я , где Л 2,3, ... - количество ускоряемых сгустков, ll и длина волны в волноводе резонатора, 7 - длина волнь в свободном I j пространстве. 9д 9д Эд