Ускоряющая система линейного ускорителя ионов Советский патент 1984 года по МПК H05H9/04 

Изобретение относится к ускорительной технике, а именно к линейным ускорителям ионов на стоячей волне. Описанная в основном изобретении ускоряющая система линейного ускорите ля ионов выполнена в виде цилиндричес кого резонатора с системой встречнык штырейS на концах которых укреплены трубки дрейфа, из которых все нечетные по ходу пучка установлены на проводящей плите, закрепленной вдоль образукедей резонатора, а каждая четкая трубка соединена с боковой стенкой резонатора двумя проводящиь и тт&чгами, расположенными cи fмeтpичнo откосигельно продольной плоског;тн,, проходящей парез оси трубок дрейфа и оси штырей нечетных трубок дрей-. фа t П. Однако указанная конструкция имеет недостатки, заключанщиеся в том, что при больших длинах резонатора требование получения равномерного распределения приводит к постепенному уменьшению объема, в котором запасена высокочастотная мощность. к входному концу резонатора, что вызывает увеличение потерь энергии в проводящих поверхностях. Кроме того, указанная конструкция не поз-золяет угфавлять распределением ускорякйдего поля, что не даст возможности регулировать энергию ускорен лгх частиц. Целью изобретения является уменьшение потерь высокочастотной мощност в поверхностях ускоряющей систег- ъ, обе нечение возможности регулирован; я энергии ускоренных частиц, Поставленная цель достигается тем что в известной ускоряющей системе линейного ускорителя ионов выполнен ной в виде щлиндрического резонатор с системой встречных штырей, на кон цах которых укреплены трубки дрейфа, из которых все нечетные по ходу пучк установлены на проводящей плите, закрепленной вдоль образующей резона-зср а каждая четная трубка соединена с б ковой стенкой резонатора двумя прово щими штангами, расположенными симг-.ет рично относительно продольной плоско ти, проходящей через оси трубок дрей фа и оси штырей нечетных трубок дрей фа, в систему введены подстроечные э менты, выполненные в виде проводящТСх поршней, располагаемых в прямоугольных вырезах на каждом конце плиты со стороны ее п-;- ,-i5f ri;v;:ai 982 резонатора, закорачивающих боковую поверхность резонатора с прямоугольным выступом плиты, и снабженные механизмом для их перемещения параллельно продольной оси резонатора. На фиг . 1 схематически изображена конструкция ускоряющей системы. На фиг.2 показано изменение собственной частоты для ггервых 3-х мод от положения поршня. Ускоряющая система, гфиведенная на фиг.1, слдержит цилиндрк геский резонатор 1 с трубками дрейфа., расположенными одоль одной линии, ггри этом кяжлй-: не ййтная трубка 2 закреплена с г; 5 ПьК металлического штыря 3 на .г1; прсводящей плите Д, г.оторая соединена надежным контактом по вьшокочастотному току с боковой стенкой резонатора, а четные трубки дрейфа -. , ; г;дииены с резонатором двумя ШТЫРЯМИ 6, расположенными радиапьно и симметрично относительно плоскости. прох(;дящей через ось ре:,.:::-тора и оси штырей нечетньк трубок црейфа, образуют между собой угол :j , iia каждом клице плиты имеются вырраы в виде прямоугольников, в которых установлены проводящие поршни 7, надежный контакт по ВЧ току с боковой стенкой резонатора и прямоугольным выступом плиты я. Регулировка положения поршней осуществляется с помо11;ью механизма переме1дения 9, управление которым может осуществляться снаружи резонатора, например, в виде редуктора с выводом упгявляющей ручки через боковую стенку резонатора. При возб;/ждении такой структуры высокочастотной мощ юстьк1 устанавливается распределение ускоряющего поля вдоль оси резонатора, профиль которого регулируют перемещением оказанного поршня 7 вблизи положения, дающего резонанс собственной частоты конца структуры, включакжцего выступ плиты 8 вместе с установленными на нем трубками дрейфа, с собственной частотой всего резонатора. Положение поршня определяется его расстоянием от коитда плиты f . Резонансный характер ьзаимодействия виден из графика, приведенного на фиг.2, который получен экспериментально на модели ускоряющей структуры основной секции линейного ускорителя, рассчитанного на ускорения многозарядгых 15оиов от энергии 1 до 10 м:)В на нуклон, в масштабе 1:6. Здесь изображено изменение собственной частоты резонатора, нагруженного описанной вьше структурой для первьк 3-х мод, т.е. волн типа Н , Н и Н в зависимости от полож ния поршня S . Для рабочей моды перестройка положения поршня на участке, обозначенном точками 1 и позволяет управлять распределением ускоряющего поля таким образом, что протяженность участка с номинальной амплитудой можно менять от 30 до 100% длины ускорителя. Этим достигается плавное регулиро вание энергии, величина которой пропорциональна указанной протяжен ности участка с равномерным распре делением ускоряющего поля. Эффект уменьшения потерь высокочастотной мощности достигается за счет того, что получение равномерного распред ния ускоряющего поля вдоль всей 84 структуры в расчете на получение полной энергии ускоренных частиц, а также при ускорении до промежуточных энергий, осуществляется с помощью перемещения поршней 7, в результате чего происходит требуемая перестройка профиля ускоряющего поля без уменьшения объема в котором запасена высокочастотная мощность, и добротность системы остается постоянной. Таким образом, предлагаемая система дает возможность впервые регулировать энергию ускоренных частиц, в ускорителе, возбуждаемом на волне типа Н и необходимое для этого управление профилем ускоряющего поля обеспечивает существенное уменьшение потерь высокочастотной мощности. Как показали экспериментальные исследования на моделях,,расход ВЧ мощности уменьшается по сравнению с прототипом почти на 25Z,

УСКОРЯ1Ш1АЯ СИСТЕМА ЖНЕЙНОГО УСКОРИТЕЛЯ ИОНОВ по авт.св. ; 728684. отличающаяся .ем. что, с целью уменьшения потерь высокочастотной мощности и обеспечения возможности регулирования энергии ускоренных частиц, в систему введены подстроечные элементы, выполненные в виде проводящих поршней, располагаемых в прямоугольных вырезах на каждом конце плиты со стороны ее крепления по образующей реактора, закорачивающих боковую поверхность резонатора с прямоугольным выступом плиты, и снабженные механизмом для их перемещения параллельно продольной оси резонатора. 3 ko