Способ установки амплитуд и фаз ускоряющих полей в многорезонаторном ускорителе заряженных частиц

О п И С А Н И Е < 789054

И.306PЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.05.79 (21) 2760913/18-25 (51) М.Кл. Н 05 Н 7100 с присоединением заявки— (23) Приоритет—

Союз Советских

Социалистических реслублик ф мт й

°"

Гасударственные комитет

СССР ло делам изооретений и открытий (43) Опубликовано 07.02.82. Бюллетень № 5 (53) УДК 621.384.6 (088.8) (45) Дата опубликования описания 07.02.82 (72) Автор изобретения

С. B. Дворцов 1 (Институт ядерных исследований АН СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ УСТАНОВКИ АМПЛИТУД

И ФАЗ УСКОРЯЮЩИХ ПОЛ Ей

В МНОГОРЕЗОНАТОРНОМ УСКОРИТЕЛЕ

ЗАРЯ)КЕННЫХ ЧАСТИЦ

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при разработке, наладке и эксплуатации многорезонаторных линейных ускорителей заряженных частиц.

Известен способ установки амплитуд и фаз ускоряющих полей, согласно которому пучок частиц пропускают через настроенный резонатор при выключенном ВЧ-генераторе и регистрируют фазу возбужденного пучком поля по отношению к выбранному опорному сигналу, Затем включают ВЧгенератор и изменяют его фазу до тех пор, пока фаза суммарного поля ВЧ-генератора и пучка не сдвинется относительно фазы поля при выключенном ВЧ-генераторе на расчетную величину. После этого фаза установлена и приступают к установке амплитуды. Для этого амплитуду ВЧ-генератора регулируют до тех пор, пока изменение пролетного угла, возникающее при включении ВЧ-генератора, не совпадет с расчетной величиной (11, Недостатком такого способа является низкая точность, что обусловлено малой точностью настройки резонатора в резонанс.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ установки амплитуд и фаз, известный под названием «At-процедуры», основанный на возбуждении резонаторов ВЧ-генераторами, регулировании фазы и амплитуды поля вблизи номинального режима ускорения и измерении изменений пролетных углов частиц, вызванных включением ВЧ-генератора, через настраиваемый и следующий за ним резонаторы. По такому способу установка амплитуды и фазы поля в т-ном резонаторе производится после того, как во всех предыдущих резонаторах амплитуды и фазы уже установлены способом, описываемом ниже для т-ного резонатора. Сначала устанавливают амплитуду в т-ном резонаторе. Для этого регулируют фазу поля вблизи номинального режима ускорения частиц и измеряют вызванные включением

ВЧ-генератора изменения пролетных углов на двух пролетных расстояниях, пролетное расстояние через m-ный резонатор и

20 суммарное пролетное расстояние через т-ный и (т+ 1) -й резонаторы. Затем по результатам измерений проводят теоретический расчет и графические построения

«прямой изменяемой фазы» и регулируют

25 амплитуду поля до тех пор, пока наклон прямой изменяемой фазы не совпадет с заранее заданной величиной. После этого амплитуда поля установлена и приступают к установке фазы. Для этого фазу регулируют вблизи номинального режима ускоре789054

65 ния до тех пор, пока изменение пролетного угла через настраиваемый резонатор не достигнет заранее заданной величины (2).

Недостатком такого способа является уменьшение точности установки амплитуды с увеличением энергии ускоряемых частиц, что обусловлено уменьшением чувствительности прямой изменяемой фазы к изменению амплитуды.

Цель изобретения — повышение точносги установки амплитуд и фаз ускоряющих полей.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе установки амплитуд и фаз ускоряющих полей в многорезонаторном ускорителе заряженных частиц, основанном на поочередном в сторону возрастания энергии ускоряемых частиц возбуждении резонаторов ВЧ-генераторами и регулировке фазы поля в каждом из резонаторов в области номинального режима ускорения частиц до совпадения изменения пролетного угла с расчетной величиной, перед регулировкой фазы поля в области номинального режима ускорения фазу и амплитуду поля регулируют в каждом резонаторе в области максимального изменения пролетного угла частиц до тех пор, пока это изменение на одном пролетном расстоянии не совпадет с расчетным максимальным изменением.

Регулирование фазы и амплитуды в области максимального изменения пролетного угла обусловлено тем, что величина этого изменения чувствительна к изменению амплитуды в большей степени, чем наклон прямой изменяемой фазы. Кроме того, чувствительность величины максимального изменения незначительно снижается при увеличении скорости ускоряемых частиц.

Например, изменение амплитуды поля на 1О О приводит к отклонению величины максимального изменения на 2% в первых резонаторах второй части линейного ускорителя ИЯИ АН СССР и íà 0,5% в последних резонаторах этого ускорителя. Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить точность установки и осуществить установку практически для любых скоростей заряженных частиц.

Данный способ отличается от At-процедуры регулированием фазы и амплитуды в области максимального изменения пролетного угла частиц, отсутствием измерений на втором пролетном расстоянии при установке амплитуды и сравнительными критериями.

На чертеже дана структурная схема установки реализующей предлагаемый способ.

Установка содержит настраиваемый резонатор 1, датчики гармоники тока пучка 2 и 3, фазовый мост 4„фазовращатели 5 и 6, оконечный каскад 7 ВЧ-генератора, pery5

40 лятор 8 амплитуды поля оконечного каскада и индикатор 9 амплитуды поля в резонаторе.

Вначале оконечный каскад 7 выключается, а через настраиваемый резонатор 1 пропускают пучок небольшой интенсивности, не оказывающий обратного влияния через собственное возбужденное поле на движение частиц. Фазовращатель 5 устанавливают так, чтобы выходной сигнал с фазового моста 4 равнялся нулю. После этого включают оконечный каскад 7 и регулятором 8 поднимают амплитуду приблизительно до номинальной величины, осуществляя контроль индикатором 9. Затем регулируют фазовращатель 6 и одновременной регулировкой фазовращателя 5 достигают нуля с фазового моста 4 до тех пор, пока показание фазовращателя 5 относительно показания этого фазовращателя при выключенном оконечном каскаде 7 не достигнет максимальной величины. Затем регулятором 8 изменяют амплитуду и повторяют операции с фазовращателями 6 и 5 по регистрации относительного максимального показания с фазовращателя 5. Последовательность операций с регулятором 8, фазовращателями 6 и 5 повторяют до тех пор, пока относительное максимальное показание с фазовращателя 5 не достигнет заранее заданной величины. После этого фазовращатель 5 регулируют относительно показания этого фазовращателя при выключенном оконечном каскаде 7 на угол, соответствующий расчетному изменению пролетного угла частиц через резонатор 1 при включении поля с правильно установленной фазой. Затем фазовращатель 6 регулируют до тех пор, пока сигнал с фазового моста 4 не станет равен нулю.

Данный способ обладает следующими преимуществами.

Повышается точность установки амплитуд и фаз, установку можно осуществить практически для любых скоростей ускоряемых частиц, время установки в линейном ускорителе, состоящем из десятков резонаторов, сокращается, поскольку при установке не проводятся теоретические расчеты и графические построения.

Формула изобретения

Способ установки амплитуд и фаз ускоряющих полей в многорезонаторном ускорителе заряженных частиц, основанный на поочередном в сторону возрастания энергии .ускоряемых частиц возбуждении резонаторов ВЧ-генераторами и регулировка фазы поля в каждом из резонаторов в области номинального режима ускорения частиц до совпадения изменения пролетного угла с расчетной величиной, отличающийся

789054

84 ситца с заНакщгга ! о

7 енерстгпсуа

Г!

ieger;

Составитель Е. Громов

Техрсд Л. Куклина

Корректор С. Файн. Редактор С. Титова. Заказ 25/33 Изд. № 104 Тираж 855 Подписное

НПО сПоиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент». тем, что, с целью повышения точности, перед регулировкой фазы поля в области номинального режима ускорения фазу и амплитуду поля регулируют в каждом резонаторе в области максимального изменения

:пролетного угла частиц до тех пор, пока это изменение на одном пролетном расстоянии не совпадет с расчетным изменением.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2498040/18-25, кл. Н 05 Н 7(00, 5 20.06.77.

2. К. Grandall et all «Proc of the

Proton Ynear Accelerator Conferens» lJSA

Jos, Alamos, JASL, 1972, р, 122 (прототип).