Ускоряющая структура Советский патент 1985 года по МПК H05H9/04 

Изобретение относится к ускорительной технике, в частности к обла ти линейных ускорителей ионов, и может быть использовано при сооруже нии новых и реконструкции действующ ускорителей для, повышения интенсивности ускоренного пучка. Известна ускоряющая структура, в полненная в виде цилиндрического резонатора, нагруженного трубками дрейфй, в каждой из которых размещены квадрупольные линзы Л . Эта структура позволяет ускорять одновр менно семь параллельных пучков ионов и за счет этого повысить предельный ток пучка. Однако конструкция структуры оказывается весь- ма сложной. Кроме того, такая фоку1сироака ионов в области фазовых ско ростей малоэффективна, Известна также ускоряющая структура, выполненная в виде цилиндриче кого резонатора, возбужденного на волне типа Е , и нагруженного двумя рядами трубок дрейфа, образуя двухпучковзж) систему 2j . Основным недостатком, затрудняющим использование такой или подобны структур в реальных ускорителях ио нов, особенно тяжелых, является зависимость поперечных размеров резон тора от частоты. Наиболее близким техническим рё щением является ускоряющая структура типа многопроводной линии с пространственно-однородной фокусировко содержащая вибраторы с периодически меняющимся по длине поперечным сече нием,. расположенные параллельно про дольной оси, и узел ввода высокочас тотной мощности 3, Эта структура позволяет ускорять интенсивные пучки ионов, однако для возбз ждения ВЧ ускоряющего поля вдоль многопровод- ных линий, для настройки на рабочзда частоту и получения требуемого распределения ВЧ поля к ним приходится подсоединять в поперечной плоскости дополнительные индуктивности. Целью изобретения является упрощение Конструкции структуры. Цель достигается .тем, что в уско ряющей структуре типа многопроводно линии с пространственно-однородной фокусировкой, содержащей вибраторы с периодически меняющимся по длине поперечньм сечением,, расположенные параллельно продольной оси, и узлы ввода ВЧ мощности, вибраторы размещены в виде системы из п столбцов и Ti рядов, соединены поперечными перемычками, каждая из которых объединяет вибраторы из каяздой строки и каждого столбца через один и содержит пролетные отверстия, число М которых удовлетворяет выражению М(п-1)х и(т-1), где п, m 2, 3, 4, 5 ... . Так как для вибраторов выбрана четверти длины волны,,то для настройки каждого из них на рабочую частоту не требуется присоединения каких-либо индуктивностей. При этом размещение вибраторов в виде п столбцов и m рядов и соединение их поперечными перемычками обеспечивает возбуждение соседних вибц торов на рабочей частоте в противофазе, что обеспечивает условия для одновременного ускорения и фокусировки частиц. Кроме того, перемычки создают нео5 ходимую механическую жесткость всей системы. Поэтому конструкция ускоряющей структуры оказывается достаточно простой даже при большом числе ускоряющих каналов. На чертеже приведен общий вид ускоряющей структуры для случая од новременного ускорения четырех параллельных пучков./ Ускоряющая структура содержит корпус 1, девять четвертьволновых вибраторов 2, поперечные перемычки 3 и 4, четыре пролетных отверстия 5 и узлы возбуждения 6 ВЧ колебаний.. Каждый из вибраторов имеет переменное сечение и представляет, собой чередование участков с разными диаметрами с периодом, равным , Длина вибраторов примерно равна четверти длины волны. Вибраторы размещены виде столбцов и рядов. Ускоряющая структура работает следующим образом. При подаче ВЧ напряжения на вибраторы на их выходных Концах возникает пучность напряжения, причем на перемычках напряжение оказывается в противофазе. Ввиду того, что напряжение на вибраторах противофазно, между ними образуется четыре ускорягоще-фокусирующих канала, в которых периодическое чередование участков разного диаметра создает одновременно в каждом канале ускоряющую, фокусирующую и фазируюцую компоненты поля.

УСКОРЯНЩАЯ СТРУКТУРА типа многопроводной линии с пространственно-однородной фокусировкой, содержащая вибраторы с периодически меняющимся по длине поперечным сечением, расположенные параллельно продольной оси, и узлы ввода ВЧ-мощ- ности, отличающаяся тем, что, с целью упрощзния конст~ рукции ускорякицей структуры, вибра* торы размещены в виде системы из п 'столбцов и m рядов, соединенных поперечными п'^ремычками, каждая из которых объединяет вибраторы из каждой строки и каждого столбца через один ^ и содержит пролетные отверстия, чис--3 ло которых М удовлетворяет выраже- 1^-^ нию M=(n-1)<m-1), где п, m « 2,3, f|/} 4....00соо !Е