Линейный ускоритель заряженных частиц

ОП ИСАНИЕ (1)46599, ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 21.05.73 (21) 193 7697/26-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл. Н 05 Н 9/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делан изооретеиий и открытий (43) Опублнковано25,05.76.Бюллетень №19 (53) УДК 621.384.6 (088. 8) (45) Дата опубликования описания30.09.76 (72) Авторы изобретения Л. Г. Борисов, А. И. Грызлов, В. М. Левин и А. В. Рябцов (71) Заявитель (54) ЛИНЕЙНЫЙ УСКОРИТЕЛЬ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано при проектировании и эксплуатации инжекторов электронных синхротронов.

Изобретение позволяет монохроматизиррвать сгустки предназначенногв-.для инжекции в синхротрон высокоэнергетичного электронного пучка с нарастающей в течение импульса инжекции величиной средней энергии сгустков. 10

Известен линейный ускоритель с монохроматизацией сгустков в пучке ° электронов с нарастающей средней энергией сгустков, в котором импульсную тюследовательность модулированных по энергии сгуст та ков выводят из волноводной модулируюшей секции и пропускают через магнитный дебанчер, после которого проводят через волноводную монохроматизируюшую секцию.

Известное техническое решение содержит о0 две дополнительные секции (модулируюшую и монохроматизируюшую) и оборудование, обеспечивающее разделение потока энергии высокочастотных колебаний на части, предназначенные для модулями соеаней энергии сгустков и для осуществления монохроматизапии сгустков, а также оборудование для взаимного фазирования модулируюшего имонОхромотизирукнпегО высокочастотных полей. Это усложняет настройку и эксплуатацию ускорителя.

Предлагаемое техническое решение направлено на упрощение ускорителя с по. следовательным осуществлением операций модуляции и монохроматизации.

Поставленная цель достигнута путем-повторного пропускания пучка через модулируюшую секцию. Сущность изобретения заключается в том, что модулируюшая секция заключена между двумя чопперами для отвода пучка на трассу рециркуляции и для приема пуска с трассы рециркуляции, на которой расположены поворотные магниты и м агнитный деба нчер.

При этом чоппер и соответствук>ший ему поворотный магнит выполнены с возможностью параллельного синхронного перемещения, На фиг. 1-9 кз 1бражен эдик из вариантов осушествлеки,r.s. ð ::òoíèÿ, 46 5998

На фиг, 1 схематично показаны: основной ускоряющий тракт 1, чоппер 2, волноводная секции Э, чоппер 4, поворотный магнит 5, магнитный дебанчер 6, поворотный магнит

7, стрелкой 8 показано направление синхронного перемещения элементов 4 и 5; на фиг. 2 - положение сгустков, проходящих от основного ускоряющего тракта 1 к секции 3: относительно отклоняющего поли в чоппере 2; на фиг. 3 - положение сгусткоФ при первом прохождении через секцию от-, носительно модулирующего поля; на фиг.—

4 - положение модулированных по энергии сгустков относительно отклоняющего поля в чоппере 4; на фиг. 5 - последователь- у ! ность сгустков с частотой Ej на входе в поворотный магнит 5; на фиг. 6 - сжатая последовательность раетянутых сгустков на

/ выходе из поворотного магнита 7; на ф г.

7 - положение растянутых сгустков, прохо

20 дящих от магнита 7 . к секции 3 относительно отклоняющего поля в чоппере 2; на фиг. 8 - положение растянутых модулированных по энергии сгустков относительно монохроматизирующего поля при втором.

25 прохождении через секцию 3; на фиг. 9последовательно сто модулированных по средней энергии монохроматиэирован ых стустков после второго прохождения секции 3.

ЗО

Основной ускоряющий тракт 1 работает на частоте, и на его выходе пучок

I электронов сгруппирован - в сгустки, сле» дующие также с частотой

ЗЬ

Чоппер 2 возбужден на частоте У и . o фазирован относительно тракта 1 так, что сгустки проходят чоппер в спадающем во врь ;мени поле в момент, когда отклоняющее по- 40 ле в нем равно нулю, как показано на фиг. 2.

Оекция 3 возбуждена Ila частоте >

6 и сфаэиро1 c Iitl otE оси. сль1 с чопжра 2 так, что сгуст11 ., следуюи;ис с часчотс.й ., окаEE, Д эываются на передних склонах бегущих волн, как показано на фиг. 3. При этом происходит наращивание (модуляция) средней энергии от густка к сгустку. IÎ

Чоппер 4 возбужден на частоте f и сфа-

;эирован относит .льно секции 3 так, что сгус 1 тки, следующие с частотой Х оказываются1 о ,в растущем Во времени отклоняющем поле чо1111ора 4 в фазах, как показано на фиг. 4.

При этом rlpollc.хomlr отклонение сгустков в зад Ill H . м ичправле1111и. так KBK сгусткам с бо1и,ш й»l .ргиой -.квзывается совоставIE(11ной б:)щ"!1 }й «1 11л11тудв отклоняющего

li )ЛИ, 9) 4

Импульсная последовательность модулированных со средней энергии сгустков, следующих с частотой f,,как показано на фиг. 5, поступает к поворотному магниту

5, совершает ахроматический поворот и входит в магнитный дебанчер 6.

В магнитном дебанчере 6 частицы в каждом сгустке перестраивают так, что электроны с большей энергией оказываются впереди относительно электронов с меньшей энергией, Импульсная последовательность сгустков в целом по выходе из магнитного дебанчера; благодаря нарастанию средйей энергии от сгустка ".к сгустку, оказывает-.

) ся укороченнвй по отношению к исходной протяженности, причем частота следования сгустков оказывается близкой к P, a

Е. после совершения ахроматического поворота в магните 7 - - равной f, как показано

1 на фиг. 6. При этом сгустки оказываются растянутыми и поступают к чопперу 2.

В чоппере 2 сгустки оказываются в спадающем во времени отклоняющем поле в фазах, как показано на фиг. 7. При этом более энергичным сгусткам оказывается сопоставленной большая амплитуда отклоняющего поля. B пределах каждого растянутого сгустка более энергичным частицам также оказывается сопоставленной большая амплитуда, поля, В результате происходит отклонение всех частиц в заданном направлении ко входу в секцию 3.

Поскольку ВЧ-колебания в чоппере,2 уже были сфаэированы ранее относительно тракта

1, фазировка сгустков относительно поля в чоппере 2, согласно фиг. 7, производится за счет изменения протяженности трассы рециркуляции. Для этого синхронно перемещают в направлениях, указанных стрелкам..

8, элементы 4и 5, причем чоппер 4 при перемещениях подстраивают по фазе относитель11о секции 3. В итогс сгустки сказыва ются в спадвюшсм во времени откдсняюц1еа пс1ле чоипера 2, подбср непряженности по11я обеспечивает нужный угол отклонения. Растянутые сгустки, в которых средняя энергия нарастает or сгустка к сгустку, поступают на вход секции 3. Положение сгустков относительно поля показано на фиг. 8. Оно также обеспечивается эа счет. изменения протяженности трассы рециркуляции одновременно с фазировкой сгустков относительно чоппера 2, поскольку ранее чоппер 2 и секция 3 уже были сфазированы между собой

Так как сгустки следуют друг за другом с частотой К1, то face они оказываются в одииаковь1х фазах относ11тел.1ю поля в секции 3. При помеи1ен11и центров,".густков в

465998

5 ноль ноля на передних скиоиак бегущих волн происходит монщцэоматизаций кзмщОРО сгустка относительно уровня средней энергии сгустка.

Таким образом, на выходе секции Э появляется импульсная последовательность— модулированных по средней енергии сгустков, в которой осуществлена монохроматизация сгустков, как показано на фиг. 9. 30

Эта последовательность сгустков может быть инжектирована в растущее со временем уцравляющее магнитное поле синхротро-

HB 15

Формула изобретения ,цииейный ускоритель заряженных частиц, содержащий основной ускоряющий тракт, систему ВЧ-питания, модулирующую ВЧ сейрию и магнитный дебанчер, о т л и ч аю lg и и с я тем, что, с целью упрощения . системы ВЧ-питанйя, магнитный дебанчер расположен параллельно ВЧ-секции, а на

:входе и выходе ВЧ-секции расположены два .чоппера и поворотные системы, например и виде екторных -магнитов, образующие вместе с ВЧ-секцией и дебанчером кольце,вой тракт и обеспечивающие воэможность неоднократного прохождения ускоренных. частиц через ВЧ-секцию. аказ 6312

Изд. Ph /2g.

Тираж 1029 Подписное

Ц11И1!ПИ Государственного комитета Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий

Москва, !1ЗОЗЗ, Раушская наб., 4 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, Ул. Проектная, 4