Линейный ускоритель электронов

 

ЛИНЕЙНЫЙ УСКОРИТЕЛЬ ЭЛЕКТРОНОВ по авт.св. 624546, отличающийся тем, что, с целью повышения энергии ускоряемых частиц, введена дополнительная связь между выходом первой ускоряющей секции и второй ускоряющей секцией через узел связи с регулируемым коэффициентом передачи. (Л со 00

СОЮ3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) Н 04 Н 7 02

ОПИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЬЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 624546 (21) 3260915/18-21 (221 13.03.81 (46) 23.12.83. Бюл. Р 47 (72) Б.Ю. Богданович, В.A. Останин, A.Â. Шальнов и В.В. Яненко (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени инженерно-физический институт (53I 621.384.6(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 624546, кл. Н 05 Н 7/02, 1978 (прототип ). (54) (57) ЛИНЕЙНЫЙ УСКОРИТЕЛЬ ЭЛЕКТРОНОВ по авт.св. 1) 624546, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения энергии ускоряемых частиц, введена дополнительная связь между выходом первой ускоряющей секции и второй ускоряющей секцией через узел связи с регулируемым коэффициентом передачи.

980600

Составитель Е.Громов

Техред Т.фанта

Редактор С.Титова

КорректорГ.Решетник

Тираж 677 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 10640/7

Филиал ППП "Патент", Изобретение относится к ускорительной технике, а именно к линейным электронным ускорителям с малой длительностью импульса тока.

Го основному авт.св. Р 624546, известен линейный ускоритель электронов, содержащий инжектор, две ускоряющие секции, источник высокочастотной мощности, соединенный через волноводный тракт с первой ускоряющей секцией, высокочастотный вход и выход второй ускоряющей секции соединены цепью обратной связи, содержащей фазовращатель, а в высокочастотный тракт между источником высокочастотной мощности и первой ускоряющей секцией включен фазовый инвертор 1 .

Недостатком известного линейного ускорителя является рассеяние неиспользованной в процессе ускорения в первой ускоряющей секции высокочастотной мощности в оконечной нагрузке, что снижает КПД установки в целом.

Целью изобретения является повышение энергии ускоряемых частиц путем использования части ВЧ мощности с выхода первой ускоряющей секции и эффективности ускорителя. для этого в линейный ускоритель электронов введена дополнительная связь между выходом .первой ускоряющей секции и второй ускоряющей секцией через узел связи с регулируемым коэффициентом передачи.

Введение этих элементов обеспечивает повышение напряженности электрического ускоряющего lTQJIH в резонаторе бегущей волны. Положительный эффект достигается в данном случае тем, что при перебросе фазы ускоряю-. щего поля в первой секции с помощью ,импульсного фазовращателя на 180В одновременно изменяется коэффициент" передачи узла связи. !

ia чертеже изображена структурная схема линейного ускорителя.

Ускоритель содержит инжектор 1, первую ускоряющую секцию 2, источник 3 ВЧ мощности, импульсный фазовращатель 4 со сдвигом фазы на 180 вторую ускоряющую секцию 5 в виде резонатора бегущей волны, в цепи обратной связи которого включены фаэовращатель 6 и узел 7 связи с быстродействующим устройством для изменения коэффициента передачи, линию 8

50 передачи между первой ускоряющей секцией и резонатором бегуЦей ВОЛНЫ, длина которой обеспечивает сложеНИВ . электромагнитного поля излучения пучка и поля с выхода первой ускоряющей секции в резонаторе в фазе.

Линейный ускоритель работает следующим образом.

При влете ускоренного пучка из первой секции в резонатор бегущей волны происходит его возбуждение, время нарастания поля излучения до установившегося значения определяется добротностью резонатора. В то же самое время часть электромагнитного поля с выхода первой секции через линию передачи и узел связи поступает в резонатор бегущей волны и складывается в фазе с полем излучения пучка. Голе в резонаторе бегущей волны возбуждается в противофазе по отношению к фазе колебаний в первой секции. В некоторый момент

ВЧ импульса фаза инвертируется на входе первой ускоряющей секции с помощью импульсного фазовращателя и одновременно изменяется коэффициент передачи узла связи. Оставшуюся часть импульса частицы будут дополнительно ускорять в ускоряющей секции 5. Таким образом, рабочий цикл ускорителя состоит из периода накопления в резонаторе бегущей волны энергии поля излучения пучка и части энергии поля неизрасходованной в первой ускоряющей секции в течение основной части длительности импульса тока и из периода использования запасенной энергии путем быстрого переброса фазы на 180 инжектируемых в резонаторе бегущей волны электронов инвертирующим устройством и быстрым изменением коэффициента передачи узла связи от оптимального значения до нуля.

Для примера был проведен расчет ускорителя, состоящего из одной ускоряющей секции и резонатора бегущей волны. В качестве волноводной секции была выбрана ускоряющая структура ЛЭУ на энергию 2 ГэВ

ХФТИ AH .УССР. При величине импульсного тока 0,2 A и энергии ускоряемых частиц после первой секции 30 МэВ прирост энергии на резонаторе бегущей волны увеличивается в 2,2 раза по сравнению с известным линейным ускорителем. г. Ужгород, ул. Проектная, 4