Высокочастотная система резонансного ускорителя заряженных частиц

Полезная модель относится к ускорительной технике и может быть использована при создании линейных ускорителей электронов. Технический результат заключается в достижении максимальной азимутальной симметрии ускоряющего поля в первой и последней ячейках ускоряющей секции и увеличении тока ускоренных частиц в линейном ускорителе заряженных частиц. Технический результат достигается тем, что в высокочастотной системе резонансного ускорителя заряженных частиц, прямоугольный волновод соединен с Т-образным волноводным тройником и через трансформатор типа волны соединен с входом ускоряющей секцией, а выход ускоряющей секции соединен через выходной трансформатор типа волны с волноводными поглощающими нагрузками. 1 с.п.ф. 3 илл.

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

Известна высокочастотная система линейного ускорителя электронов состоящая из магнетрона фазовращателя направленного ответвителя, СВЧ окна, диафрагмированного волновода, имеющего вход, соединенный с волноводным трактом и на другом конце выход через отверстие связи из последней ячейки в прямоугольный волновод с поглощающей нагрузкой. О.А.Вальднер. Линейные ускорители электронов. М.: Атомиздат, 1966 г., с.12

Известна высокочастотная ускоряющая система линейного ускорителя электронов состоящая из генератора, прямоугольного волновода, ускоряющего диафрагмированного волновода, согласующих устройств и поглощающей нагрузки. А.Н.Лебедев, А.В.Шальнов. Основы физики и техники ускорителей. Учеб. пособие для вузов.- 2 изд. перераб. и доп. - М.: ЭАИ, 1991 г., с.195-196.

Недостатком таких схем является азимутальная асимметрия электромагнитного СВЧ поля в первой и последней ячейках диафрагмированного волновода.

Известна высокочастотная схема линейного ускорителя электронов с использованием шестиполюсного ТТВ на входе и выходе ускоряющей секции с закороченным одним плечом ТТВ на входе и на выходе ускоряющей секции. С.В.Куцаев, К.И.Никольский. Комбинированный ускоритель со структурой с магнитной связью. Научная сессия НИЯУ МИФИ - 2011, стендовый доклад. Программа сессии, с.108. Недостатком схемы являются паразитные резонансы в закороченных плечах и перенапряженность электрического поля.

Наиболее близкими по технической сущности являются высокочастотные схемы питания с параллельно-последовательным включением ускоряющих секций через шестиполюсные трансформаторы типа волны.

Только входные ячейки секций диафрагмированных волноводов имеют симметричные подводящие и выходные прямоугольные волноводы расположенные симметрично относительно оси. И.И.Гозин. ВЧ-питание многосекционного ЛУЭ на бегущей волне 3-см диапазона. Вопросы атомной науки и техники, серия технофизич. экспр. вып.2(14), 1983, с.61. прототип.

Технический результат заключается в достижении максимальной азимутальной симметрии ускоряющего поля в первой и последней ячейках ускоряющей секции и увеличении тока ускоренных частиц в линейном ускорителе заряженных частиц.

Технический результат достигается тем, что в высокочастотной системе резонансного ускорителя заряженных частиц, содержащей магнетрон или клистрон с источником питания, соединенный с ускоряющей секцией через волноводный тракт, прямоугольный волновод соединен с Т-образным волноводным тройником и через трансформатор типа волны соединен с входом ускоряющей секцией, а выход ускоряющей секции соединен через выходной трансформатор типа волны с волноводными поглощающими нагрузками.

Существо полезной модели поясняется на фиг.1, фиг.2 и фиг.3.

На фиг.1 схематично представлен разрез высокочастотной системы резонансного ускорителя заряженных частиц, где: 1 - магнетрон или клистрон с источником питания, 2 - прямоугольный волновод, 3 - Т-образный волноводный тройник, 4 - трансформатор типа волны (входной резонатор ускоряющей секции), 5 - ускоряющая секция, 6 - выходной трансформатор типа волны, 7 - волноводные поглощающие нагрузки.

На фиг.2 представлен разрез по линии А-А, где: 1 - магнетрон или клистрон с источником питания, 3 - Т-образный волноводный тройник, 4 - трансформатор типа волны (входной резонатор ускоряющей секции).

На фиг.3 представлен разрез по линии В-В, где: 6 - выходной трансформатор типа волны, 7 - волноводные поглощающие нагрузки.

СВЧ мощность от магнетрона или клистрона с источником питания 1 вводят во входной трансформатор типа волны 4 через Т-образный тройник 3 и изогнутые волноводы. При этом достигается идеальная аксиально симметричная структура поля относительно оси ускоряющей секции 5, а радиальная составляющая электрического поля равна нулю.

Неизрасходованная мощность в выходном трансформаторе типа волны 6 делится поровну и поглощается в волноводных поглощающих нагрузках 7.

При этом достигается идеальная аксиальная симметрия поля на оси выходного трансформатора типа волны 6 и отсутствует радиальная составляющая электрического поля на оси ускоряющей секции 5.

В итоге повышается величина ускоряемого тока пучка заряженных частиц (электронов) и в два раза снижается тепловая нагрузка оставшейся СВЧ мощности на каждой волноводной поглощающей нагрузке 7.

Высокочастотная система резонансного ускорителя заряженных частиц, содержащая магнетрон или клистрон с источником питания, соединенный с ускоряющей секцией через волноводный тракт, отличающаяся тем, что прямоугольный волновод соединен с Т-образным волноводным тройником и через трансформатор типа волны соединен с входом ускоряющей секцией, а выход ускоряющей секции соединен через выходной трансформатор типа волны с волноводными поглощающими нагрузками.