Высокочастотная система резонансного ускорителя заряженных частиц

Полезная модель относится к ускорительной технике и может быть использована при создании линейных ускорителей электронов.

Техническим результатом полезной модели является получение аксиальной симметрии поля в первой ячейке и двойной уровень мощности на входе секции.

Технический результат достигается тем, что в высокочастотной системе резонансного ускорителя заряженных частиц выводы СВЧ мощности через корректирующий фазовращатель изогнутыми прямоугольными волноводами и входным шестиполюсным трансформатором типа волны Н₁₀ в волну E⁰₀₁ соединены с входом ускоряющей секции, а выход ускоряющей секции через выходной шестиполюсный трансформатор типа волны E⁰₀₁ в волну Н₁₀ соединен прямоугольным волноводом с поглощающей нагрузкой.

1 с.п.ф. 2 илл.

Полезная модель относится к ускорительной технике и может быть использована при создании линейных ускорителей электронов.

Известна высокочастотная система линейного ускорителя электронов с использованием поля излучения пучка, содержащая ускоритель-инжектор, усилитель СВЧ мощности, импульсный фазовращатель на входе усилителя СВЧ-мощности со сдвигом фазы на те, задающий генератор и накопительное устройство. Б.Ю.Богданович, В.А.Останин, А.В.Шальнов, В.В.Яненко. Линейный ускоритель электронов с использованием энергии поля излучения пучка. Сб. Ускорители М.: ЭАИ, выпуск 20, 1981 г., с.72-76. Недостатком такого способа доускорения пучка полем излучения первой половиной импульса тока пучка является сокращения импульса ускоренного тока пучка второй половиной импульса процесса ускорения.

Известна высокочастотная система линейного ускорителя электронов с использованием двух СВЧ генераторов, подключающихся к входу ускоряющей секции через направленный ответвитель для сложения мощностей. А.В.Белоусов, А.К.Орлов, Ю.П.Щепик. Излучатель на 10 МэВ, 20 кВт с ВЧ питанием от двух клистронов КИУ-147. Сб. трудов Всероссийского совещания по применению ускорителей заряженных частиц. С. - Пб., 2003, с.31-36. Недостатком данной схемы является использование двух СВЧ усилителей КИУ-147 в схеме сложения мощностей.

Известна высокочастотная система ускорителя ЛУ-50 с использованием магнетронного усилителя с двумя выводами СВЧ мощности и задающим магнетроном на его входе, где к каждому выходу магнетронного усилителя подключена через фазовращатель четырех метровая секция общей длинной около 8 м. Yu.A.Khokhov, N.V.Zavyalov, et. al., Linear accelerator of AU SRIEPh. Nuclear Data for Science Technology. Proc. Of anintern. Conf, Forfchungszentrum Julich, FRG, 1991, p.p.487-489. Прототип. К недостатку можно отнести большую длину высокочастотной системы.

Техническим результатом полезной модели является получение аксиальной симметрии поля в первой ячейке и двойной уровень мощности на входе секции.

Технический результат достигается тем, что в высокочастотной системе резонансного ускорителя заряженных частиц с задающим магнетроном на его входе, содержащей магнетрон или клистрон с двумя выводами СВЧ мощности, соединенными с ускоряющей секцией через, выводы СВЧ мощности через корректирующий фазовращатель изогнутыми прямоугольными волноводами и входным шестиполюсным трансформатором типа волны Н₁₀ в волну E⁰₀₁ соединены с входом ускоряющей секции, а выход ускоряющей секции через выходной шестиполюсный трансформатор типа волны Е⁰₀₁ в волну Н₁₀ соединен прямоугольным волноводом с поглощающей нагрузкой.

Существо полезной модели поясняется на фиг.1 и фиг.2.

На фиг.1 представлен разрез по линии А-А высокочастотной системы резонансного ускорителя заряженных частиц, где: 1 - магнетрон или клистрон с двумя выводами СВЧ-мощности и источником питания; 2 - изогнутые прямоугольные волноводы; 3 - корректирующий фазовращатель, 4 - входной шестиполюсный трансформатор типа волны Н₁₀ в волну E⁰₀₁.

На фиг.2 схематично представлена фронтальная проекция высокочастотной системы резонансного ускорителя заряженных частиц, где: 1 - магнетрон или клистрон с двумя выводами СВЧ-мощности и источником питания; 2 - изогнутые прямоугольные волноводы; 4 - входной шестиполюсный трансформатор типа волны Н₁₀ в волну E⁰₀₁; 5 -диафрагмированный волновод; 6 - выходной шестиполюсный трансформатор типа волны E⁰₀₁ в волну Н₁₀; 7 - прямоугольный волновод с поглощающей нагрузкой.

Высокочастотная система резонансного ускорителя работает следующим образом.

СВЧ мощность с двух выходов магнетрона или клистрона 1 по изогнутым прямоугольным волноводам 2 с помощью корректирующего фазовращателя 3 по входному шестиполюсного трансформатору типа волны Н₁₀ в волну E⁰₀₁ 4 поступает на вход диафрагмированного волновода 5 симметрично с двух сторон.

На выходе диафрагмированного волновода 5 СВЧ мощность через выходной шестиполюсный трансформатор типа волны E⁰₀₁ в волну Н₁₀ 6 разделяясь, поступает в прямоугольные волноводы 7 с поглощающими нагрузками.

Во входном 4 и выходном 6 шестиполюсных трансформаторах типа волны достигается аксиальная симметрия поля. При этом радиальная составляющая поля равна нулю, что позволяет увеличить ток ускоряемого пучка.

Высокочастотная система резонансного ускорителя заряженных частиц с задающим магнетроном на его входе, содержащая магнетрон или клистрон с двумя выводами СВЧ мощности, соединенный с ускоряющей секцией через фазовращатель, отличающаяся тем, что выводы СВЧ мощности через корректирующий фазовращатель изогнутыми прямоугольными волноводами и входным шестиполюсным трансформатором типа волны в волну соединены с входом ускоряющей секции, а выходы ускоряющей секции через выходной шестиполюсный трансформатор типа волны в волну соединены прямоугольными волноводами с поглощающими нагрузками.