Ускоритель со стоячей волной

 

УСКОРИТЕЛЬ CO СТОЯЧЕЙ ВОЛНОЙ, содержащий высокочастотный генератор, фазовращатель, волноводный мост, высо кочастотную нагрузку и ускоряющую сис тему из двух усокряющих секций, ускоряющие ячейки и ячейки связи которых размещены вдоль оси ускорителя поочередно , отличающийся тем, что,с целью повьппения стабильности работы ускорителя, в него введены два волноводных тройника, входы которых подключены к выходным плечам волноводного моста, а первые и вторые выходные плечи каждого тройника соединены соответственно с первой и последней ускоряющими ячейками каждой секции, при. этом величина коэффидиента связи каждой ускоряющей секции -- и 1 с выходным плечом тройника /J;j- а суммарная электрическая длина первого и :j второго выходных плеч каждого волно (Л водного тройника равна .

„„ЯЦ„„1052140

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ц(д) Н 05 Н 7/02

Э Я".,1 НИЖ 9..:иЛЙТНФ:

И,.„„„,„, Л

ВИБ,"1ИРФ 4А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3422120/18-21 (22) 09.04.82 (46) 30.06.84. Бюл. Ф 24 (72) В.К. Шилов (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени инженерно-физический институт (53) 621.384.6(088.8) (56) 1. Зверев Б.В. и др. Расчет и проектирование малогабаритного ускбрителя электронов РЭЛУС-3. — В сб. "Ускорители", вып. 20. M. "Энергоиздат", 1981, с. 19-22.

2. Vaguine V. Standing Hegh Gradient Accelerator Structure IEEE Trans

on Nucl. Science. vol. NS — 24, М 3, Lune 1977 (прототип). (54)(57) YCKOPMTEJIb СО СТОЯЧЕЙ ВОЛНОЙ, содержащий высокочастотный генератор, фазовращатель, волноводный мост, высо кочастотную нагрузку и ускоряющую сис тему из двух усокряющих секций, ускоряющие ячейки и ячейки связи которых размещены вдоль оси ускорителя поочередно,, отличающийся тем, что, с целью повыщения стабильности работы ускорителя, в него введены два волноводных тройника, входы которых подключены к выходным плечам волноводного моста, а первые и вторые выходные плечи каждого тройника соединены соответственно с первой и последней ускоряющими ячейками каждой секции, при. этом величина коэффициента связи каждой ускоряющей секции с выходным плечом тройника Pr — ра сум1 2 марная электрическая длина, первого и :I второго выходных плеч каждого волно1 водного тройника равна 2= †(2й+1)МВ, где Н вЂ” число ускоряющих ячеек каждой секции; Л вЂ” длина волны в волноводе на рабочем виде колебаний.

1052140

Изобретение относится к ускорительной технике, а именно к устройству малогабаритных ускорителей заряженных частиц со стоячей волной, пред— назначенных для использования в различных областях народного хозяйства, например в дефектоскопии, в радиационной химии и медицине.

Известны ускорители, работающие в режиме стоячей волны, причем их ус" 10 коряющая система состоит из двух ускоряющих секций, питающихся от магнетрона через волноводный мост (1 7.

Каждая секцич состоит из ячеек двух

Iтипов: ускоряющих и связи и возбужда.

Ji ется на — виде колебаний, 2

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является ускоритель со стоячей волной, содержащий высокочастотный генератор, фазовращатель, волноводный мост, высокочастотные нагрузки и ускоряющую систему из двух ускоряющих секций, ускоряющие ячейки 25 и ячейки связи которых размещены вдоль оси ускорителя поочередно 1 2 ).

Недостатком прототипа является малый частотный разнос видов колебаний и такой системе при значительном числе ускоряющих ячеек, что может приводить к нестабильной работе генератора и всего ускорителя.

Целью предлагаемого изобретения является увепичение стабильности работы ускорителя.

Поставленная цель достигается тем; что в ускоритель со стоячей волной, содержащий высокочастотный генератор, фазовращатель, волноводный мост, высокочастотную нагрузку и ускоряющую систему из двух ускоряющих секций, ускоряющие ячейки и ячейки связи которых размещены вдоль оси ускорителя поочередно, введены два волноводных тройника, входы которых подключены к выходным плечам волноводного моста, а первые и вторые выходные плечи каждого тройника соединены соответственно с первой и последней ускоряющими ячейками каждой секции, при этом величина коэффициента связи каждой ускоряющей секции

1 с выходным плечом тройника13 —, а

55 суммарнал электрическая длина первого и второго выходных плеч каждого тройника f=. †(2И+1)Л, где N " число ус— 1

4 коряющих ячеек каждой секции; М вЂ” дли на волны в волново, е на рабочем виде колебаний.

На чертеже изображен предлагаемый ускоритель со стоячей волной. Он состоит из первой ускоряющей секции, образованной из ускоряющих ячеек 1 и ячеек связи 2, второй ускоряющей секции, образованной ускоряющими ячейками 3 и ячейками связи 4. Кроме того, в него входят. два волноводных тройника 5, Ь, подключенный к плечам моста 7, ВЧ-нагрузка 8, фазовращатель

9 и ВЧ-генератор (магнетрон) 10.

Система работает следующим образом

ВЧ-мощность от генератора 10 проходит через фазовращатель 9 и делится пополам с помощью моста 7, затем каждая половина делится в свою очередь пополам в тройниках 5, 6 и поступает в первую и последнюю ячейки соответственно первой и второй секции. При этом если число ускоряющих ячеек каждой секции N — четное, то тройники 5, 6 берутся Š— типа, если

N — нечетное, то Н вЂ” типа. Если длины первого и второго плеч каждого тройника равны, а коэффициенты связи всех волноводов с секциями равны

1 — — то в установившемся режиме вся мощность будет идти в ускоряющие секции, которые будут возбуждаться ,Т на рабочем — виде колебаний. При этом

2 в случае N четного вместо (2N-1) резонансов возможно возбуждение N видов колебаний, а если N — нечетное, то вместо (2N-1) будет (N-1). Таким образом, частное разделение видов колебаний возрастет в 2 раза. Если же суммарную длину первого и второго плеча каждого тройника 5, 6 сделать

1 равной 1= — (2И+1) Л где Д вЂ” длина

4 В В волны в волноводе на рабочем виде колебаний, и сделать плечи разной длины то такую систему нужно рассматривать как систему с обратной связью. Для нее условие возбуждения колебаний имеет вид3 4 =2Гп, где V — фазовый к сдвиг в k-м элементе цепочки обратной связи. В этом случае возможно возбуждение только одного рабочего вида колебаний, так как изменение фазового сдвига в волноводах будет выражаться формулой

3 10 2140 4

4 г;г В переходном режиме мощность, отра4а 1,-с У - (2км) л/2, женная от секций, поступает r. нагрузfo 4 f -с г 2 ку 8, где и рассеивается. Конструктаким образом, может оказаться, что тивно выгодно применять в случае ни при одном п не выполняется условие $ Š— тройников 5 и 6 волноводный мост возбуждения. При значительном коли- 7 со связью по широкой стенке. честве ускоряющих ячеек может Таким образом, в данной системе произойти возбуждение и других видов, за счет введения нескольких элемепно частотный разнос от рабочего вида . TOB He требующих больших затрат на соседних будет все равно весьма зна- .10 изготовление и настройку, обеспечичительным. В этом случае часть мощ- вается существенно большее частотное ности в установившемся режиме будет Разделение рабочего типа колебаний идти назад к ВЧ-мосту 7, ее можно oò соседних или даже реализуется будет использовать для стабилизации одночастотный режим возбуждения, частоты магнетрона 10 высокодсбротной 15 зто позволяет существенно поднять нагрузкой — резонаторными секциями. стабильность работы ускорителя.

ВНИИПО Заказ 4041/4 Тираж 783 .Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектыая,4,