Способ ускорения пучка электронов с малой скважностью в циклическом ускорителе Советский патент 1984 года по МПК H05H13/00 

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при формировании интенсивных ускоренных пучков с прецизиоинь ми параметрами для физического эксперимента.

Известен способ С1 3 включающий уменьшение амплитуды ускорякицего ВЧ-поля и адиабатическое уменьшение энергии пучка.

Согласно известному способу уменьшение амплитуды ускоряющего ВЧ-поля и адиабатическое уменьшение энергии пучка приводит к увеличению фазовых размеров сгустков в пучке, что уменьшает его скважность.

Недостатком известного способа является необходимость изменения режима работы циклического ускорителя, что ограничивает его функциональные возможности.

Наиболее близким к изобретению является способ ускорения пучка электронов с малой скважностью в циклическом ускорителе С2, включающий воздействие на пучок продольным электрическим полем на локальных участках орбиты пучка.

Согласно известному способу, продольное электрическое поле возбуждается ускоряющим резонатором и имеет высокочастотньш характер. При этом уменьшение скважности пучка заряженных частиц достигается путем уменьшения расстройки высокочастотного резонатора, установленного на орбите.

Функциональные возможности известного способа недостаточно широки, так как он реализуется только в достаточно узком диапазоне интенсивностей накопленного пучка.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей способа.

Поставленная цель достигается тем, что по способу ускорения пучка электронов с малой скважностью в циклическом ускорителе, включающему воздействие на пучок продольным электрическим полем на локальных участках орбиты пучка, в качестве продольного электрического поля используют импульсное тормозящее или ускоряющее поле. Частоту следования импульсов электрического поля выбирают мень щей,чем частота синхротронных колебаний электронов в пучке. Длительность импульсов выбирают меньшей, чем .

период синхротронных колебаний электронов в пучке,а период следования импульсов - меньшим, чем время затухания синхротронных колебаний электронов в пучке.

На чертеже схематически показано устройство для реализации способа.

Оно содержиткольцевую выкуумную камеру 1, вдоль которой образован кольцевой магнитньш фокусирующий канал для удержания частиц на равновесной орбите, импульсный ускоритель 2 и подключенный к нему импульсный генератор 3 с источником 4 питания.

В качестве импульсного ускорителя можно использовать линейный иьздукционный ускоритель.

Способ реализуется следующим образом.

После завершения процесса ускорения по замкнутой орбите в циклической камере на ее локальном участке создают продольное электрическое импульсное поле с помощью ускорителя .

Воздействие электрического поля приводит к возникновению продольных колебаний заряженных частиц, причем через временной интервал, меньший времени затухания синхротронных колебНИИ, движение разных частиц будет иметь независимый и случайный характер в результате воздействия спонтанной эмиссии квантов синхротронноге излучения. При этом в установившемся стационарном режиме пучок заряженных частиц, обращающихся по орбите в ускорителе, будет иметь большие размеры, чем он их имел без воздействия электрическим полем.

Выбор параметров возмущающего электрического поля обусловлен следущими соображениями. Длительность каждого из импульсов электрического поля выбирают меньше периода синхротронных колебаний частиц для того, чтобы заряженная частица, совершив один или несколько оборотов, не попала в пределах длительности импульса в противофазу своего синхротронног колебательного движения. Период следования импульсов выбирают меньшим, чем время затухания синхротронных колебаний для того, чтобы возбудившееся сйюсротронное колебательное движение заряженной частицы от каждого предьщущего импульса не успело затухнуть к моменту последующего им3 997596.д

пульса электрического поля. Наконец,ки между сгустками, что в итоге

частоту следования импульсов элект-уменьшает скважность пучка, Нерезорического поля вьйирают меньшей, чемнансный характер воздействия на пучастота синхротронных колебаний длячек исключает развитие самобанчировтого, чтобы обеспечить нерезонансныйj ки пучка, имеющей место при опрере,жим раскачки продольных синхро- ,деленных параметрах пучка и установтронных колебаний.ки в прототипе. Это в широком диапаВ результате замечет нерезонанс-зоне режимов снимает ограничения

ного увеличения энергии продольныхна режим работы ускорителя и обесколебаний частиц в каждом из сгуст- .ю печивает расширение функциональных

ков его фазовая протяженность увели-,возможностей по сравнению с проточивается, т.е.. уменьшаются промежут-типом.

СПОСОБ УСКОРЕНИЯ ПУЧКА ЭЛЕКТРОНОВ С МАЛОЙ СКВАЖНОСТЬЮ В ЦИКЛИЧЕСКОМ УСКОРИТЕЛЕ, включающий воздействие на пучок продольным электрическим полем на локальных участках орбиты пучка, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей способа, в качестве продольного электрического поля используют импульсное поле, при этом частоту следования импульсов электрического поля выбирают меньшей, чем частота синхротронных колебаний электронов в пучке, длительность импульсов выбирают меньшей, чем период синхротронных колебаний электронов в пучке, а период следования импульсов - меньшим, чем время затухания синхротронных колеба(Л ний электронов .в пучке. со со ел со te