Сверхпроводящая высокочастотная ускоряющая система Советский патент 1982 года по МПК H05H7/00 

вакуумноплотныа окна 4 СВЧ-овязи сосуд 5 криостата, хладагент б, например жидкий гелий, Система работает следующим образом. СВЧ-энергия поступает в систему tiepea узел 1 вoэбyяедвния и затем в диафрагмированный волновод 3через вакуумно-плотныв окна 4 связи, обладающие малым коэффициентом отраже ния. В диафрагмированном волноводе возбуждается ускоряющая Et) волна., обладающая; отличной от нуля продольп ной составляпощей электрического поля от оси. При нагрузке пучком, инжекти руемым через отвер;стие 2, электромагйитная энергия поглощается в электроН нбм пучке и через окна 4 связи поступает в объем, ограниченный диафрагмированным волноводом 3 и внутренней поверхностью сосуда 5. Так как внутренняя поверхность сосуда 5 криостата выполнена из сверхпроводящего:материала, диафрагмированный волновод в . совокупности с внутренней поверхность сосуда представляют сверхпроводящую коаксиальную линию, а система в целом - резонатор бегущей волны. В краксиальной линии возбуждается ТЕМ волна, длина которой равна длине .вол ны в диафрагмированном волноводе 3 , при условии, что фазовая скорость ускоряющей волны Б. равна скорости света. Далее по коаксиальной линии элект ромагнитная энергия снова поступает йа. вход диафрагмированного волновода 3 через окна 4 связи и участвует в процессе ускорения. Отметим, что коаксиальная линия, выполняю1Дая функции петли обратной связи, имеет большие размеры, чем прямоугольный волновод прототипа, и поэтому при постоянной частоте генератора будет вносить мень шие потери электромагнитной энергии. Для 10-сантиметров6го диапазоНа. длин волн внешний диаметр диафрагмированного волновода не будет превытать г 10 см. При расстоянии между -.даафрагмированным волноводом и поверх ностью сосуда К Л/4- Л/2 { - длина волны) диаметр сосуда с жидким гелием не будет; превышать 20 см. Расстоя .Яйв на должно превышать верхнего пре дййа. Д/2 потому, что окна связи настроены на определенный тип колебаний (как правило, это низший тип), а увеличение расстояния между обкладками коаксиальной линии при постоянной частоте приводит к возбуждению высших типов колебаний. Значение нижнего предела оценено приблизительно и определяется необходимой электрической прочностью.- коаксиальной линии и минимальным объемом жидкого гелия, требуемым для охлаждения токопроводямих поверхностей ускоряющей системы. Таким образом, сверхпроводящая высокочастотная ускоряющая система данной конструкции позволяет значительно уменьшить поперечные размеры криостата по сравнению с прототипом и сократить объем жидкого гелия, необходимого для работы линейного сверхпроводящего ускорителя. Это позволяет улучшить экономические показа:тели сверхпроводящего линейного ускорителя, работающего в режиме бегущей :волны. Формула изобретения - Сверхпроводящая высокочастотная ускоряющая система, содержшцая сверхпроводящий диафрагмированный j вод с петлей обратной связи и соединенный с ними узел возбуждения, помещенгале в криостат,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью умень- шения веса и размеров устройства и сокращения расхода хладагента, в устройство введены расположенные на концах .диафрагмированного волновода вакуумноплотные окна С1ВЧ связи/ а петля обратной связи выполнена в виде коаксиальн ого волновода, внутренним проводником которого служит наружная поверхность диафрагмированного волновода, а внешним - оболочка криостата, выполненная из сверхпроводящего материала, при этом петля обратной связи заполнена хладагенfOM. - . Источники информации, п;ринятые во внимание при эксперчизе 1.Button D.S. . Hanson А.О. Design о а 600 MeV superconducting microtron DEES Trans., 1969, v, NS 16, 1 3,p. 985. 2.Suetze L. Status of the 2 - GeV superconducting 6inac. DEBE Trana, 1971, v. NS - 18/ p. 146 (прототип).

s

6

..