Ускоряющая система с боковыми резонаторами связи Советский патент 1980 года по МПК H05H9/00 

1

Изобретение относится к ускоряющим систе.мам ускорителей заряженных частиц и может быть использовано, в частности, в линейных ускорителях протонов и электронов.

В линейных ускорителях используются ускоряющие системы, представляющие собой цепочку связанных высокочастотных (ВЧ) резонаторов. Система состоит из резонаторов связи и ускоряющих резонаторов. Связь между этими смежными резонаторами осуществляется через окна. Конструктивно системы выполняются по-разному.

Известна ускоряющая система, в которой ускоряющие резонаторы и резонаторы связи чередуются между собой и расположены на одной оси 1. К недостатку этой системы следует отнести низкий щунт-импеданс.

Известна ускоряющая система с боковыми резонаторами связи, состоящая из ускоряющих и боковых резонаторов с окнами связи 2.

Эта система обладает более высоким щунт-импедансом, однако имеет низкий коэффициент связи между ускоряющими и боковыми резонаторами, который не превосходит 4-5%. Повышение коэффициента связи в такой конструкции ускоряющей системы может быть осуществлено за счет увеличения щирины окон связи.

Но это одновременно приводит к увеличению прямой связи между ускоряющими резонаторами, и система становится чувствительной к возмущениям.

Целью изобретения является увеличение коэффициента связи между ускоряющими резонаторами и резонаторами связи;

Цель достигается тем, что боковые ре10зонаторы связи выполнены в виде закороченного с двух сторон отрезка коаксиальной линии, проводники которого имеют азимутальную протяженность, меньшую 2 л радиан, окна связи между ускоряющими и бо15ковыми резонаторами расположены со взаи.мным смещением по азимуту.

На чертеже представлена предлагаемая ускоряющая система с боковым резонатором связи.

20

Ускоряющая система состоит из ускоряющих резонаторов 1 тороидального типа, боковых резонатор ж связи 2. окон связи 3; внутреннего 4 и внешнего 5 проводников

боковых резонаторов связи, торцовых стенок 6 резонаторов связи.

Для сокращения продольных размеров боковых резонаторов в рабочей полости на проводниках могут быть выполнены выступы 7.

Боковой резонатор связи представляет собой полуволновый коаксиальный резонатор и выполнен в виде отрезка коаксиальной линии, закороченного с двух сторон, торцовыми стенками 6. Внутренним проводником является проводник 4, а внешним - поверхность 5 и часть внешней поверхности корпуса ускоряющего резонатора. Внутренний и внешний проводники имеют азимутальную протяженность, меньшую 2л радиан. Такая конструкция проводников позволяет разместить окна связи 3 со взаимным смешением по азимуту, чем исключается прямая связь между ускоряющими резонаторами. Угловая протяженность проводников определяется азимутальной протяженностью окон связи (чем больше угловая протяженность окна, тем сильнее связь между резонаторами и наоборот).

Система работает следующим образом.

От источника питания электромагнитная энергия подается в ускоряющую систему, в которой возбуждаются ВЧ-колебания в режиме стоячей волны.. Наличие противофазного возбуждения магнитных полей в коаксиальных резонаторах связи у торцовых стенок позволяет возбуждать в данный момент времени в ускоряющих резонаторах электрические поля в противофазе, т. е. предлагаемая система работает как система - прототип и возбуждается на л/2 волне. Однако в такой конструкции за счет увеличения угловой протяженности окон связь между резонаторами может быть выбрана сильнее (в 2-3 раза), чем в системе - прототипе. При этом чувствительность предлагаемой системы к возмущениям не возрастает изза исключения прямой связи между ускоряющими резонаторами.

Формула изобретения

Ускоряющая система с боковыми резонаторами связи, состоящая из ускоряющих и боковых резонаторов с окнами связи, отличающаяся тем, что, с целью увеличения коэффициента связи, боковые резонаторы выполнены в виде закороченного с двух сторон отрезка коаксиальной линии, проводники которого имеют азимутальную протяженность, меньщую 2 л радиан, окна связи между ускоряющими и боковыми резонаторами расположены со взаимным смещением по азимуту.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Kikucki and Takata, Electron Acceleration by an alternating Periodic structure, Japanese Journal of Applied Physics, June 1970, vol 9,6.

.2. Нэпп E. A. ,Нэпп Б. С. и Поттер. Ускоряющие структуры со стоячей волной 0 для линейных ускорителей на большие энергии.-Сб. «Приборы для научных исследований, 1968, № 7, с. 33, фиг. 4, 7.