Циклический ускоритель электронов

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

)544335

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву 310620 (22) Заявлено 19.09.75 (21) 2172850/25 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 23.05.82. Бюллетень ¹ 19 (45) Дата опубликования описания 23.05.82 (51) М.К.1 Н 05 Н 13 00

Государственный комитет ао делам изобретений н открытий (53) УДК 621.384.6 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. Ю. Новиков, В. С. Панасюк, Ю. К. Самошенков, В. В. Саночкин и Ю. М. Терешкин (71) Заявитель (54) ЦИКЛИЧЕСКИ И УСКОРИТЕЛЬ ЭЛЕКТРОНОВ инжектор с выходным отверстием кольцевой формы.

На фиг. 1 изображена конструкция предлагаемого циклического ускорителя электронов для случая, когда источник ионов расположен вне резонатора; на фпг. 2 — разрез А — А на фнг. 1.

Ускоритель содержит резонатор 1, инжектор 2 плазмы, ионный инжектор 3 и коллектор 4.

Ускоритель работает следующим образом.

Для этого в предлагаемом циклическом ускорителе электронов на одной из торцо- Число электронов в интервале (r, r+dr) вых стенок резонатора укреплен ионный ЗО будет пропорционально тому промежутку

Изобретение относится к ускорительной технике.

По основному авт. св. ¹ 310620 известен циклический ускоритель электронов (1).

Недостатком такого ускорителя является сравнительно невысокая интенсивность ускоряемых частиц и большая потребляемая высокочастотная мощность, так как получение значительных концентраций ускоряемых частиц связано с оольшимп трудностями, так, например, для ускорения числа частиц Х > 10" необходимо в рабочей камере ускорения создать электрическое высокочастотное поле с напряженностью Е .= 30 кв/см. Такая высокая напряженность высокочастотного поля необходима для преодоления действия собственного поля пучка. Значительные напряженности электрических полей предъявляют высокие требования к электрической прочности устройства, а также к величине входной высокочастотной мощности.

Цель предлагаемого изобретения повышение интенсивности ускоренных частиц и снижение потребляемой высокочас-,îòíîé мощности, Резонатор 1 возбуждастся па волну типа Н „. Инжектор 2 плазмы формирует на оси резонатора 1 плазменный шнур 5.

Ионный инжектор 3 инжектирует в резонатор 1 трубчатый пучок ионов 6. При пропускании электрического тока чсрез виток

20 резонатора 1 формируется магнитное поле с заданным законом нарастания, На первом этапе — цпклотронный режим (электроны захватываются нз плазменного шнура 5, предварительно ускоряются н накап25 ливаются) . На втором этапе — синхротронный режим (пучок электронов доускоряется до конечной энергии).

544335

n(r) dr — dt(r) или, поскольку dt(r) =- dr/r

Формула изобретения

I . =еи VS, Техред И. Пенчко

Корректор И, Осиповская

Редактор Н. Багирова

Заказ 450/419 Изд. № .148 Тираж 856 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фнл. пред. «Патент» времени, в течение которого электроны находятся в этом интервале

Радиальная скорость электронов достигает минимального значения / = 0 на мак- 10 симальном циклотронном радиусе. Поэтому большая ч асть частиц будет сосредоточена в области больших r. Точный расчет приводит к радиальной функции распределения. При этом 60% всех электро- 15 нов будут находиться в области (0,8 — 1,0)

Гмака (Гмакс МаКСИМаЛЬНЫй IlHKJIQTPQHный радиус) и, следовательно, будут обладать энергией, большей 0,64 от предельной энергии. Для компенсации объемного за- 20 ряда ускоренных электронов необходимо потребовать, чтобы и, =- n (здесь и,— требуемая концентрация электронов пучка, n+ — концентрация ионного пучка). Записав выражение для тока ионов в виде 25 где е — заряд электрона;

V — продольная скорость ионов; 30

S — площадь поперечного сечения пучка ионов, нетрудно получить, что при ик = и

= 5 10" см (общее число частиц N =

=-10") V=5.,10 см/с и S=2 см, У+ — -10 а.

При У, == 100 а (что технически осуществимо при использовании серии источников ионов эрозионного типа, равномерно расположенных по кольцу) n, = 5 10" см (общее число частиц N = 10").

Таким образом, предлагаемая конструкция циклического ускорителя электронов выгодно отличается от прототипа, так как позволяет увеличить ток ускоренных частиц по крайней мере на порядок и снизить потребляемую высокочастотную мощ ность.

Циклический ускоритель электронов по авт. св, № 310620, отличающийся тем, что, с целью повышения интенсивности ускоренных частиц и снижения потребляемой высокочастотной мощности, на одной из торцовых стенок резонатора укреплен ионный инжектор с выходным отверстием кольцевой фор м ы.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 310620, кл. Н 05 Н 13/00, 05.03.70.