Устройство для стабилизации когерентных дипольных неустойчивостей в заряженных кольцевых пучках Советский патент 1984 года по МПК H05H7/00 

fpua.J Изобретение относится к ускорительной технике, а именно к коллекти ггому методу ускорения ионов электрон ными кольцами, к технике накопительных колец, к циклическим ускорителям с большой интенсивностью пучков, и может быть использовано для стабилизации когерентных дипольных неустойчивостей в однокомпонентных пучках . (резистивных, радиационных и-т.д.) и многокомпонентных заряженных пучках (неустойчивость типа змейки). Известно устройство для стабилизации дипольной когерентной неустойчивости в электронно-ионном кольце, содержащее проводник с тодсом, расположенным по оси кольца и создаю щим магнитное поле с концентрическими силовыми линиями f1 3 . Таким образом эффективно увеличивают жесткость фокусировки электронов и расширяют область устойчивости кольца по отношению к дипол ным когерентным колебаниям. Недостаток устройства связан с трудностями установки проводника и с необходимо тью пропускать через него очень боль шие токи. Известно также устройство, содерж щее систему автоматического регулиро вания, подключенную через усилитель к электростатическим электродам, выполненным в виде двух параллельных пластин, расположенных по обе стороны от канала транспортировки пучкаС2. Недостатком прототипа является большая инерционность процесса стабилизации. Цель из обретения повышение быстродействия процесса стабилизации. Цель достигается тем, что в устройстве для стабилизации когерентных дипольных неустойчивостей в заряженных кольцевых пучках, содержащем систему автоматического регулирования, подключенную через усилител к электростатическим электродам, выполненным в виде двух параллельных пластин, расположенных по обе стороны от канала транспортировки пучка, в систему автоматического регулирова ния введены два высокочастотньк генератора, работающих соответственно на первой и второй гармонике собственной частоты усилителя, а усилиг тель выполнен в виде широкополосного параметрического фазовраЩающего усииteля, к модулирующему входу которого подключены выходы генераторов. На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого стабилизирующего устройства; на фиг..2 - эквивалентная схема. Устройство включает в себя стабилизирующий .электрод 1, параметрический фазовращающий усилитель 2 и два высокочастотных генератора 3 и 4. Гe epaтop 3 работает на частоте, близкой к собственной частоте резонансного контура параметрического усилителя, а генератор 4 - на удвоенной собственной частоте. В предлагаемом устройстве стабилизирующий электрод выполняет одновременно функции датчика и исполнительного органа. Устройство работает следующим образом. При отклонении центра сечения пучка от положения равновесия на пластинах электрода появляются наведенные заряды, пропорциональные, величине смещения центра. Силы, действующие на смещенный пучок со стороны наведенных им зарядов, приводят к дефокусировке пучка в направлении отклонения. Для интенсивных пучков градиенты дефокусирующих электрических сил принимают большие значения. Для быстрого изменения напряжения на стабилизирующем электроде .он включается в цепь резонансного контура параметрического усилителя. Характерное время смещения центра определяется действительной частью частоты и инкрементом дипольньк когерентных колебаний. Период колебаний резонансного контура параметрического фазовращающего усилителя выбирается существенно v: меньшим по сравнению с характерным временем смещения центра сечения пучка. Примерная эквивалентная схема стабилизирующего устройства приведена на фиг.2, где R , L, С - сопротивление, индуктивность и емкость резонансного контура параметрическо-го усилителя, С - параметрически изменяющаяся под действием высокочастотных колебаний емкость усилителя; Со - емкость стабилизирующего злект рода; R;, и Ц сопротивление и емкость форсирующего звена. Назначением форсирующего двухполюсника R , С является коррекция частотной

характеристики схемы н области низких частот, в связи с этим емкость С выбирается достаточно большой по сравнению с остальными емкостями схемы, чтобы не создавать дополнительного сопротивления на резонансной частоте.

Применение предлагаемого стабилизирующего устройства ослабляет ограничения на интенсивность частиц в циклических ускорителях, связанные с дипольными нeycтoйчивocтя iи.

В коллективных ускорителях ионов с электронными кольцами стабилизация дипольных неустойчивоетйй дает кроме того, возможность увеличить темп ускорения ионов.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ КОГЕРЕНТНЫХ ДИПОЛЬНЫХ НЕУСТОЙЧИЮСТЕЙ В ЗАРЯЖЕННЫХ КОЛЬЦЕВЫХ ПУЧКАХ, содержащее систему автоматического регулирования, подключенную через усилитель к электростатический электродам, выполненным в виде двух парал-, лельных пластин, расположенных по обе стороны от канала транспортировки пучка:, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия процесса стабилизации, в систему автоматического регулирования введены два высокочастотных генератора, работающих соответственно на ( первой и второй гармонике собственной частоты усилителя, a усилитель выполнен в виде широкополосного параметрического фазовращающего усилителя, к модулирующему входу которого подключены выходы генераторов.

С

Риг.2