SU818459A1 - Device for resonance acceleration of charged particles - Google Patents

Description

нитную линзу (например, квадрупольный триплет) 4 и электростатический разделитель с двум  внешними пластинами 5 и с двум  тонкими внутренними пластинами 6, ускор ющую секцию 7, два идентичных устройства дл  фазовой группировки зар женных частиц, содержащие литание от генератора-возбудител  3, модулирующие резонаторы 8 (с продольным или поперечным электрическим полем) и пролетные участки 9 (пр молинейный участок или участок с группирующим магнитом); имеютс  также выходные резонат-оры 10, коллекторы И и фидеры 12 дл  перевода высокочастотной мощности от выходных резонаторов 10 в ускор ющую секцию 7. Траектории 13-18движени  частиц проход т через резонатор 2, линзу 4, разделитель, выходные резонаторы 10 и ускор ющую секцию 7.a nitrile lens (for example, a quadrupole triplet) 4 and an electrostatic separator with two outer plates 5 and two thin inner plates 6, an accelerating section 7, two identical devices for phase grouping of charged particles, containing a modulation from an exciter generator 3, modulating resonators 8 (with a longitudinal or transverse electric field) and span sections 9 (straight line section or section with a grouping magnet); There are also output resonators 10, collectors And and feeders 12 for transferring high-frequency power from output resonators 10 to accelerating section 7. Particle trajectories 13-18 pass through resonator 2, lens 4, separator, output resonators 10 and accelerating section 7

Устройство быть использовано дл  ускорени  различных зар женных частиц, в частности дл  ускорени  электронов.The device should be used to accelerate various charged particles, in particular, to accelerate electrons.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Электронный пучок ускор етс  и предварительно фокусируетс  в высоковольтном источнике 1, ускор ющее напр жение которого стабилизировано. Выход щий из источника непрерывный электронный луч 13 развертываетс  линейно поперечным высокочастотным электрическим полем резонатора 2. Этот резонатор питаетс  от маломощного возбудител  3. Осева  траектори  14 соотвеггствуегг Частицам, прошедшим /резонатор 2 при нулевой фазе и фазе 180°; траектори  15 соответствует фазам ±90°.The electron beam is accelerated and pre-focused in the high-voltage source 1, the accelerating voltage of which is stabilized. The continuous electron beam 13 emerging from the source is developed linearly by the transverse high-frequency electric field of the resonator 2. This resonator is powered by a low-power exciter 3. The axial trajectory 14 corresponds to the Particles passing / resonator 2 at zero phase and 180 ° phase; the trajectory 15 corresponds to phases ± 90 °.

Развернутый пучок после магнитной линзы 4 поступает в электростатический разделитель , где он расш,епл етс  на три пучка с осевыми траектори ми 14 и 17. Осева  траектори  14 проходит между тонкими, охлаждаемыми водой внутренними пластинками 6 разделител ; наход щиес  около этой TpiaeK TOip«M электроны следуют к ускор ющей секции 7. Траектории 16 соответствуют наиболее удаленным от оси частицам, прощедщим между внутренними пластинами . Фазы этих частиц наход тс  в окрестности нулевой фазы или фазы 180°. Поэтому после разделител  идущий к ускор ющей секции пучок состоит из сгустков, частота след01Ва ни  которых вдво1е бошьше частоты генератора-возбудител . Мен   зазор между внутренними пластинами, можно регулировать фазовую селекцию электронов: чем зазор меньше, тем сгустки короче. Оптимальна  величина зазора определ етс  мощностью электронного пучка, выход щего из высоковольтного источника, приростом энергии электронов в ускор ющей секции 7, требуемой мощностью ускоренного лучка и тепловыми потер ми высокочастотной мощности.The expanded beam after the magnetic lens 4 enters the electrostatic separator, where it expands onto three beams with axial paths 14 and 17. The axial path 14 passes between the thin, water-cooled internal plates 6 of the separator; The electrons located near this TpiaeK TOip "M" follow to the accelerating section 7. The trajectories 16 correspond to the particles most distant from the axis, which are pavement between the inner plates. The phases of these particles are in the vicinity of the zero phase or the 180 ° phase. Therefore, after the separator, the beam going to the accelerating section consists of bunches, the frequency of which is doubled besides the frequency of the exciter generator. There is a gap between the inner plates, you can adjust the phase selection of electrons: the smaller the gap, the shorter the clots. The optimal size of the gap is determined by the power of the electron beam emerging from the high-voltage source, the increase in the electron energy in the accelerating section 7, the required power of the accelerated beam and the heat loss of the high-frequency power.

Траектории 17 соответствуют осевым траекторИЯм электронов, откланениым электростатическим полем разделител . Наход щиес  около этих траекторий электроныThe trajectories 17 correspond to the axial trajectories of the electrons, discharged by the electrostatic field of the separator. Located near these trajectories electrons

следуют к выходным резонаторам 10 через модулирующие резонаторы 8 и пролетные участки 9. На выходе разделител  фазова  прот женность электронных сгустков, следующих с частотой генератора-возбудител follow to the output resonators 10 through the modulating resonators 8 and the span sections 9. At the output of the separator, the phase length of the electron bunches following the frequency of the exciter generator

по траектории 17, составл ет около 180. В выходных резонаторах фазова  прот женность сгруппированных сгустков около 20°. Выходные резонаторы 10 настроены на вторую гармонику частоты генератора-возбудител  и возбуждаютс  синфазно. Электрическое поле выходных резонаторов торл:озит электроны, и мощность пучка преобразуетс  в высокочастотную мощность; остаточна  энергн  электронов рассеиваетс path 17 is about 180. In the output resonators, the phase length of the clustered bunches is about 20 °. The output resonators 10 are tuned to the second harmonic of the frequency of the oscillator-exciter and are excited in phase. The electrical field of the output of the torl resonators: the electrons, and the beam power is converted to high frequency power; the residual energy of the electrons is dissipated

в охлаждаемых коллекторах 11. Через фидеры 12 высокочастотна  1мощность от выходных резонаторов 10 поступает в ускор ющую секцию 7, также настроенную на вторую гармоникз генератора-возбудител .in cooled collectors 11. Through the feeders 12, the high-frequency 1 power from the output resonators 10 enters the accelerating section 7, also tuned to the second harmonics of the exciter generator.

Высокий КПД предлагаемого устройства обеспечиваетс  за счет инжектировани  в генераторные и ускор ющую части предварительно разделенного пучка при полном использовании тока источника ускоренныхThe high efficiency of the proposed device is ensured by injecting the previously separated beam into the generator and accelerating parts with full use of the current of the accelerated source.

частиц. Наиболее перспективно использование данного устройства дл  ускорени  электронов.particles. The most promising use of this device is to accelerate electrons.

Формула Изобретени Formula of Invention

Устройство дл  резонансного ускорени  зар женных частиц, содержащее источники высокочастотной мощности, входы которых подключены к резонансной ускор ющейA device for resonant acceleration of charged particles, containing high-frequency power sources, the inputs of which are connected to the resonant accelerating

структуре с источником ускоренных зар женных частиц, отличающеес  тем,что, с целью повышени  КПД устройства, между резонансной ускор ющей структурой и источником ускоренных зар женных частицstructure with a source of accelerated charged particles, characterized in that, in order to increase the efficiency of the device, between the resonant accelerating structure and the source of accelerated charged particles

расположено устройство дл  разделени  непрерывного пучка на несколько дискретных пучков, причем один выход последнего устройства подсоединен к входу резонансной ускор ющей структуры, а остальныеa device for dividing a continuous beam into several discrete beams is located, with one output of the last device connected to the input of the resonant accelerating structure, and the rest

выходы - к входам нсточников высокочастотной мощности.outputs - to the inputs of high-frequency power sources.

Источники ииформ-ации, пр|Ии тыс во чваимание при экспертизе 1. Вальднер О. А., Власов А. П., Шальнов А. В. Линейные ускорители. М., Атомиздат , 1969, с. 130-132.Sources of information form, pr | Ii thousand in the examination 1. Waldner O. A., Vlasov A. P., Shalnov A. V. Linear accelerators. M., Atomizdat, 1969, p. 130-132.

2. Арефьев А. В., Ленников В. Ф., Липатов В. П. Физический пуск сильноточного линейного ускорител  электронов «Факел. Труды четвертого всесоюзного совещани  по ускорите.ч м зар женных частиц, т. I. М., «Паука, 1975, с. 181 - 184 (прототип).2. Aref'ev A.V., Lennikov V.F., Lipatov V.P. Physical launch of a high-current linear electron accelerator “Torch. Proceedings of the Fourth All-Union Conference on Accelerating Charged Particles, Vol. I. M., Spider, 1975, p. 181 - 184 (prototype).

- 10- ten

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Устройство для резонансного ускорения заряженных частиц, содержащее источники высокочастотной мощности, входы которых подключены к резонансной ускоряющей структуре с источником ускоренных заряженных частиц, отличающееся тем,что, с целью повышения КПД устройства, между резонансной ускоряющей структурой и источником ускоренных заряженных частиц расположено устройство для разделения непрерывного пучка на несколько дискретных пучков, причем один выход последнего устройства подсоединен к входу резонансной ускоряющей структуры, а остальные выходы — к входам источников высокочастотной мощности.A device for resonant acceleration of charged particles, containing sources of high-frequency power, the inputs of which are connected to a resonant accelerating structure with a source of accelerated charged particles, characterized in that, in order to increase the efficiency of the device, between the resonant accelerating structure and the source of accelerated charged particles is a device for separating continuous beam to several discrete beams, with one output of the last device connected to the input of the resonant accelerating structure, and the rest lnal outputs - to the inputs of high-frequency power sources.