Резонансная система для линейногоуСКОРиТЕля Советский патент 1981 года по МПК H05H9/00 

1

Изобретение относитЪя к ускоряющим системам, которые могут быть использованы в линейных ускорителях за ряженных частиц.

В линейных ускорителях, работающих на Ч /2-волне, применяются ускоряющие системы, выполненные в виде цепочки .связанных высокочастотных (ВЧ) резонаторов и состоящие из ускоряющих резонаторов и резонаторов связи. Связь между смежными уско ряххцими резонаторами и резонаторами связи осуществля19тся через окна. Конструктивно) системы выпблняются в различных вариантах. В одном случае, ускоряющие резо.чаторы и резонаторы связи чередуются меясду, собой и расположены на одной оси 1 .

Известна ускоряющая система, состоящая из ускоряющих резонаторов, боковых резонаторов и окон связи (2

Недостатком рассматриваемых систем является низкий коэффициент связи между ускоряющими резонаторами и боковыми резонаторами, который выбирается в пределах 4-5%. Повышение коэффициента связи за счет увеличения размеров окон связи приводит одновременно к увеличению прямой связи между ускоряющими резонаторами, в

результате чего система становится чувствительной к возмущ ниям.

Цель изобретения - увеличение коэффициента связи между ускоряющими резонаторами и боковыми резонаторгми

Указанная цель достигается тем, что боковые резонаторы выполнены в виде коаксиального Т-образного резонатора, представляющего собой отрезо коаксиальной линии, с одного конца которого торцовые поверхности внутреннего и внешнего проводников образуют нагрузочную емкость, а к второму концу подключены два коаксиальных отрезка, закороченных на противоположных концах, внутренний и внешний про др дни к и боковых резонаторов выполнены с азимутальной протяжен/иостью меньшей 21С радиан, окна связи между ускоряющими резонаторами и боковыми резонаторами расположены с взаимным смещением по азимуту.

На фиг.1 представлена резонансная система, разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - развертка внутреннего объема резонатора связи бе верхней крышки.

Резонансная система состоит из ус Чоряюдих резонаторов 1 тороидально ho. типа, боковых резонаторов 2, окон

3 связи. Боковой резонатор состоит из отрезка 4 коаксиальной линии, нагруже нного на одном конце емкостью 5, образованной торцовыми поверхностями внутреннего и внешнего провод,ников этого отрезка, и закороченных коаксиальных отрезков S, Внешние проводники отрезков образованы корпусами ускоряющих резонаторов и крышками 7, внутренние проводники отрезков соединены между с(Л5ой.

- П оводники Т-образного резонатора и окн&связи имеют азимутальную проТ.яженность, меньшую 2f радиан.

Т-образный резонатор представляет собой коаксиальный резонатор, у которого Максимальное напряжение между внешним и внутренним проводниками отрезка 4 развивается на нагрузочный емкости и спадает по синусоидалному, закону к месту подключения отрезков и далее спадает до нуля к пло кости короткого замыкания. Направление токов в отрезках противоположно, что является необходимым условием возбуждения всей ускоряющей системы на Пг/2 волне, т.е. эпекТрические поля в соседних ускоряющих ячейках возбуждаются в противофазе.

Ускоряющая система работает следующим образом.

От источника питания злектромагнитная энергия подается в ускоряющую систему, в которой устанавливаются , высокочастотные колебания в режиме стоячей волны, система работает на волне типа f5/2. Наличие проводников с некоторой азимутальной протяженностью в боковом резонаторе связи позволяет р.азместить с взаимным смещением по азимуту окна 3 связи. В этом случае исключается прямая связь между ускоряющими резонаторами. Связь между боковыми и ускоряющими резонаторами определяется размерами окон связи (больше азимутальная протяженность окон, тем сильнее связь) Б предлагаемой конструкции за счет увеличения угловой протяженности окон связь между резонаторами увеличивается в 2-3 раза по сравнению с известной системой. При зтом ч вствительно.сть предлагаемой системы .к -воз

мущениям не возрастает, так как исключена прямая связь между ускоряющими резонаторами.

Осевая . протяженнссть боковых резонаторов Т-образной формы меньше fr/2, что позволяет использовать их для реализации связи между ускоряю- щими ячейками в группирующих секциях, в которых продольные размеры ячеек менее Д /2 (Д.-длина волны) .

Кроме того, боковые резонаторы связи предлагаемой конструкции используются в бипериодических системах, возбуждаемых не только на F/2-волне, но и на 2/37Г-волне.

Формула изобретения

Резонансная система для линейного ускорителя, состоящая из ускоряющих резонаторов, боковых резонаторов,око связи, отличающаяся тем, что, с целью увеличения коэффициента связи, боковые резонаторы выполнены в виде коаксиального Т-образного резнатора, представляющего собой отрезо коаксиальной линии, с одного конца которого торцовые поверхности внутреннего и внешнего проводников образуют нагрузочную емкость, а к второму концу подключены два коаксиальных отрезка, закороченных на противоположных концах, внутренний и внешний проводники боковых резонаторов выполнены с азимутальной протяженностью . меньшей 27Г радиан,окна связи между ускоряющими резонаторами и боковыми резонаторс1ми расположены с взаимным смещением по азимуту.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Kiruchi and Takata. Electron Acceleratim by an alternative Periodic strycture.-Japanees Journal

of Applied Physics, 1970, June, vol 9, No 6, p.679.

2.Нэпп E.A., Кэпп B.C. и Поттер Ускоряющие структуры со стоячей волной для линейных ускорителей на большие энергии. Приборы для научных исследований, 1968, 7, с.33, Ф.47 (прототип).

А-А

Фиг.2

/

Фиг.3