FR2588714A1 - High frequency ion accelerator with drift tubes - Google Patents
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Abstract
Description
ACCELERATEUR D'IONS A HAUTE FREQUENCE
L'invention concerne les accélérateurs d'ions et, notamment, les accélérateurs d'ions à haute fréquence.HIGH FREQUENCY ION ACCELERATOR
The invention relates to ion accelerators and, in particular, high frequency ion accelerators.
L'accélérateur faisant l'objet de l'invention peut être appliqué comme injecteur d'ions pour les synchrotrons, ou bien comme section pré-accélératrice des accélérateurs d'ions à fortes énergies, et également comme accélérateur indépendant dans les accélérateurs industriels, notamment pour la fabrication des isotopes à vie courte de l'oxygène, de l'azote, du carbone, du fluor et d'autres éléments, en vue de leur emploi en médecine. The accelerator that is the subject of the invention can be applied as an ion injector for synchrotrons, or as a pre-accelerator section of high energy ion accelerators, and also as an independent accelerator in industrial accelerators, in particular for the manufacture of short-lived isotopes of oxygen, nitrogen, carbon, fluorine and other elements for use in medicine.
Les matériels les plus connus dans ce domaine sont les cyclotrons à faible encombrement et les accélérateurs d'ions à action directe, comportant un tube accélérateur et une source de haute tension assurant l'énergie nécessaire aux particules accélérées. Les accélérateurs de ce type sont handicapés, soit par la complexité de la fabrication des tubes accélérateurs et la difficulté d'assurer leur rigidité diélectrique, soit par leur grand encombrement, leur poids elevé et la consommation d'energie du système magnétique, ainsi que par les difficultés de la mise en place et du remplacement des sources d'ions. The best known materials in this field are the compact cyclotrons and the direct acting ion accelerators, comprising an accelerator tube and a high voltage source providing the energy required for the accelerated particles. Accelerators of this type are handicapped either by the complexity of the manufacture of the accelerator tubes and the difficulty of ensuring their dielectric strength, either because of their large size, their high weight and the energy consumption of the magnetic system, as well as by the difficulties of setting up and replacing ion sources.
On connait bien maintenant les accélérateurs d'ions à haute fréquence, réalisés sur la base de structures accélératrices à type d'ondes E0101 Hiin ou de structures accélératrices à type d'ondes analogues à H. Dans ces dispositifs, les possibilités d'accélération des ions lourds à faible énergie initiale d'injection sont limites, par suite des faibles longueurs des tubes de glissement, si l'on veut conserver un diamètre raisonnable à la cavité résonante et par les difficultés rencontrées pour réaliser la focalisation transversale des ions accélérés. High-frequency ion accelerators are now well known, made on the basis of E0101 Hiin wave accelerator structures or H-type wave-like accelerating structures. In these devices, the acceleration possibilities of heavy ions with low initial injection energy are limited, because of the short lengths of the sliding tubes, if one wants to keep a reasonable diameter to the resonant cavity and by the difficulties encountered to achieve the transverse focusing accelerated ions.
Pour accélérer les ions à faible energie initiale, on utilise à grande échelle les accélérateurs d'ions à haute fréquence, comprenant des sections accélératrices réalisées sur la base de lignes unifilaires ou bifilaires blindées à type d'ondes TEM, n'ayant pas de longueur critique pour les onaes électromagnétiques. In order to accelerate the ions with low initial energy, the high-frequency ion accelerators are used on a large scale, comprising accelerating sections made on the basis of single or two-wire shielded lines of TEM type, having no length. critical for electromagnetic onaes.
On connait un accélérateur d'ions a haute fréquence (Proceedings of the 1976 Proton linear accelerator conference, Chalk River, 1976, p.62), comprenant plusieurs sections accélératrices, dont l'une est réalisée sous la forme d'un résonateur accélérateur coaxial se présentant sous la forme d'une ligne blindée unifilaire avec des tubes de glissement alignés reliés alternativement à l'électrode interne et à l'écran externe, ces tubes etant disposés de telle sorte que leur axe longitudinal soit perpendiculaire à l'axe longitudinal du résonateur accélérateur. A high frequency ion accelerator is known (Proceedings of the 1976 Proton Linear Accelerator Conference, Chalk River, 1976, p. 62), comprising several accelerating sections, one of which is embodied as a coaxial accelerator resonator in the form of a single-wire shielded line with aligned sliding tubes alternately connected to the inner electrode and to the outer shield, these tubes being arranged so that their longitudinal axis is perpendicular to the longitudinal axis of the accelerator resonator.
Les résonateurs accélérateurs des accélérateurs de ce type se rapportent aux systèmes à coupures accélératrices couplées en parallèle. Accelerator accelerator resonators of this type relate to accelerator systems coupled in parallel.
Les coupures accélératrices sont formees par les tranches des tubes de glissement. L'énergie des particules accelerées croit proportionnellement au nombre de coupures accélératrices, tandis que les dimensions longitudinales de la voie d'accélération augmentent bien plus rapidement, par suite de l'augmentation de la vitesse des ions. L'augmentation de la longueur de la période d'accélération entraîne une diminution de la cadence d'accélération dans les portions finales d'accélération.The accelerating cuts are formed by the slices of the sliding tubes. The energy of the accelerated particles increases proportionally with the number of accelerating cleavages, while the longitudinal dimensions of the acceleration path increase much more rapidly, as a result of the increase in the velocity of the ions. Increasing the length of the acceleration period causes a decrease in the rate of acceleration in the final acceleration portions.
D'autre part, on connaît des accélérateurs d'ions à haute fréquence dans lesquels, pour combattre la décharge à haute fréquence de résonance des électrons secondaires dans les coupures accélératrices, on recourt à divers moyens techniques. Par exemple, on utilise un long traitement de formation des coupes accélératrices en excitant le resonateur à partir d'un oscillateur à haute fréquence à étages multiples à excitation séparée, ou bien à partir d'un auto-oscillateur à haute fréquence à etages multiples avec un oscillateur pilote -auxiliaire. On dépose sur les surfaces des tubes de glissement constituant les coupures accélératrices des revêtements spéciaux à bas coefficient d'émission secondaire, ou bien on fabrique les resonateurs avec des alliages speciaux. Les moyens indiqués compliquent notablement la conception de l'accélérateur d'ions à haute fréquence.Le procédé le plus simple pour remédier à la décharge à haute fréquence de résonance des électrons secondaires est l'application d'une tension continue de polarisation à une partie des tubes de glissement. On the other hand, we know high-frequency ion accelerators in which, to combat the high-frequency resonance discharge of secondary electrons in the accelerator cuts, we use various technical means. For example, a long accelerator slice forming process is used by exciting the resonator from a separately excited multi-stage high frequency oscillator, or from a multi-stage high frequency self oscillator with a pilot-auxiliary oscillator. Sliding tubes constituting the accelerating cuts of the special coatings with low secondary emission coefficient are deposited on the surfaces, or the resonators are made with special alloys. The means indicated considerably complicate the design of the high-frequency ion accelerator. The simplest method for dealing with the high-frequency resonance discharge of secondary electrons is the application of a DC bias voltage to a part sliding tubes.
Par ailleurs, on connaît un accélérateur d'ions à haute fréquence ("Accélérateur d'électrons et d'ions à faisceaux multiples où l'énergie atteint 1,5 MeV/change" par I.A. Baranov, N.N. Devyatko, V.V. Obnorsky et autres dans "Exposes de la troisième conférence générale sur les applications dans l'économie des accélérateurs de particules chargées", tome I, p.114, Léningrad, 1979), comprenant un résonateur accélérateur cylindrique coaxial quart d'onde, dans lequel l'électrode interne porte à son extrémité non bouclée un tube de glissement, fixé de telle façon que son axe longitudinal soit perpendiculaire à l'axe longitudinal du résonateur, l'écran externe du résonateur étant realisé en deux parties. Furthermore, a high frequency ion accelerator ("Multi-beam electron and ion accelerator where energy reaches 1.5 MeV / exchange" is known by IA Baranov, NN Devyatko, VV Obnorsky and others in "Exposes of the Third General Conference on Applications in the Economics of Charged Particle Accelerators", Vol. I, p.114, Leningrad, 1979), comprising a quarter-wave coaxial cylindrical accelerator resonator, in which the internal electrode carries at its non-looped end a sliding tube, fixed in such a way that its longitudinal axis is perpendicular to the longitudinal axis of the resonator, the external screen of the resonator being made in two parts.
La partie inférieure de l'écran externe est montée dans un récipient sous vide sur des isolateurs supports et est raccordée à la partie supérieure de l'écran par l'intermédiaire de condensateurs d'arret. Afin de supprimer la décharge à haute fréquence de résonance des électrons secondaires, une tension de polarisation de -4 kV est appliquée à la partie inférieure de l'écran extérieur, à partir d'une source de tension continue. Pour l'alimentation à haute fréquence du résonateur, on utilise un auto-oscillateur à un seul étage à grille commune, le résonateur faisant lui-même partie du circuit d'anode de l'auto-oscillateur.The lower part of the external screen is mounted in a vacuum container on support insulators and is connected to the upper part of the screen via stop capacitors. In order to suppress the high frequency resonance discharge of the secondary electrons, a bias voltage of -4 kV is applied to the lower part of the external screen, from a DC voltage source. For the high frequency power supply of the resonator, a single-stage self-oscillator with a common gate is used, the resonator itself being part of the anode circuit of the self-oscillator.
Dans cet accélérateur d'ions à haute fréquence, tout le courant de grille du résonateur passe à travers les condensateurs d'arrêt. La valeur limitée de la puissance réactive admissible sur les condensateurs d'arrêt limite la valeur du courant de grille, d'ou il s'ensuit la limitation de la valeur de la tension aux coupures accélératrices et, en conséquence, de l'énergie et de la cadence d'accélération des ions accélérés. En outre, le fonctionnement des condensateurs d'arrêt dans le vide requiert un système plus sophistiqué d'évacuation de la chaleur qui s en dégage, ce qui complique notablement la conception de l'accéléra- teur d'ions à haute fréquence.In this high frequency ion accelerator, all of the resonator gate current passes through the shutdown capacitors. The limited value of the permissible reactive power on the stop capacitors limits the value of the gate current, from which it follows the limitation of the value of the voltage to the accelerating cuts and, consequently, of the energy and the rate of acceleration of the accelerated ions. In addition, the operation of the off-line capacitors requires a more sophisticated system for removing heat from them, which greatly complicates the design of the high frequency ion accelerator.
On connait un accélérateur d'ions à haute fréquence (G. Nassibia,
I.R.I. Rennett, et al. A One - MeV/Nucleon Sloan and Laurence Heave
Ion Linear Accelerator. The Review of Scientific Instruments Vol. 32, n" 12; p. 1316-1326), comprenant un résonateur accélérateur, qui se présente sous la forme d'une ligne bifilaire blindée excitée en opposition de phase, comportant une première et une seconde électrodes internes, des tubes- de glissement reliés au résonateur, un oscillateur à haute fréquence avec une alimentation à haute tension, une source d'ions disposée d'un côté de la voie d'accélération des ions, et un dispositif de sortie, situé au coté opposé à la voie d'accélération des ions. We know a high frequency ion accelerator (G. Nassibia,
IRI Rennett, et al. At One - MeV / Sloan Nucleon and Laurence Heave
Ion Linear Accelerator. The Review of Scientific Instruments Vol. 32, No. 12, pp. 1316-1326), comprising an accelerator resonator, which is in the form of a shielded two-phase armored line, having first and second internal electrodes, slip tubes connected to the resonator, a high frequency oscillator with a high voltage power supply, an ion source disposed on one side of the ion acceleration path, and an output device, located on the opposite side of the path of ion acceleration.
Le résonateur accélérateur de cet accélérateur d'ions à haute fréquence est constitué par une succession de résonateurs quart d'onde, couplés entre eux aux points d'égal potentiel haute fréquence. Chaque résonateur est une ligne bifilaire blindée à excitation symétrique en opposition de phase. Sur une certaine longueur du résonateur, du côté de son extrémité ouverte, des tubes de glissement sont alternativement connectés aux électrodes internes. Les axes longitudinaux des tubes de glissement sont parallèles à l'axe longitudinal de l'accélérateur d'ions à haute fréquence.Les potentiels haute fréquence des deux electrodes internes sont égaux egalement et, les tensions à chaque coupure accélé- ratrice étant pratiquement égales, la cadence d'accélération baisse à l'extrémité de chaque résonateur, au fur et à mesure que la vitesse des ions à accélerer augmente, ce qui est du à l'accroissement de la longueur des tubes de glissement. Il en résulte un abaissement de la cadence d'accélération de tout l'accélérateur d'ions à haute fréquence. The accelerator resonator of this high-frequency ion accelerator is constituted by a succession of quarter-wave resonators, coupled to each other at points of high frequency potential equal to one another. Each resonator is a two-wire shielded line with symmetrical excitation in phase opposition. Over a certain length of the resonator, on the side of its open end, sliding tubes are alternately connected to the internal electrodes. The longitudinal axes of the sliding tubes are parallel to the longitudinal axis of the high-frequency ion accelerator. The high-frequency potentials of the two internal electrodes are equal, and the voltages at each acceleration cut-off are practically equal. the rate of acceleration decreases at the end of each resonator, as the speed of the ions to be accelerated increases, which is due to the increase in the length of the sliding tubes. This results in a lowering of the rate of acceleration of all the high frequency ion accelerator.
Dans I'accelérateur d'ions à haute frequence selon l'invention, pour combattre la décharge à haute fréquence de résonance des électrons secondaires dans les coupures accélératrices, on recourt à un long traitement de formation des coupures accélératrices avec excitation du résonateur accélérateur a partir d'un oscillateur à haute fréquence à étages multiples à excitation séparée, ce qui complique la conception de 1 'oscillateur à haute fréquence et, par conséquent, de l'accélérateur d'ions à haute fréquence.In the high-frequency ion accelerator according to the invention, to combat the high-frequency resonance discharge of the secondary electrons in the accelerator cuts, a long formation treatment of the accelerator cuts with excitation of the accelerator resonator is used. of a separate excitation high frequency multistage oscillator, which complicates the design of the high frequency oscillator and, therefore, the high frequency ion accelerator.
On s'est proposé de creer un accélérateur d'ions à haute fréquence dont la conception serait telle qu'elle permette d'exploiter d'une manière optimale la géométrie de son résonateur accélérateur, d'accroitre la tension aux coupures accélératrices de la portion finale de la voie d'accélération et de supprimer la décharge à haute frequence de résonance des électrons secondaires, et, de la sorte, d'assurer une augmentation de la cadence d'accélération des ions et une simplification de la conception de l'accélérateur d'ions à haute fréquence. It was proposed to create a high frequency ion accelerator whose design would be such that it allows to exploit optimally the geometry of its accelerator resonator, to increase the voltage accelerating cuts of the portion end of the acceleration path and suppress the high-frequency resonance discharge of the secondary electrons, and thereby ensure an increase in the rate of acceleration of ions and a simplification of the design of the accelerator of high frequency ions.
La solution consiste en ce que, dans l'accélérateur d'ions à haute fréquence, comprenant un résonateur accélérateur, qui se presente sous la forme d'une ligne bifilaire blindee, excitee en opposition de phase et comportant une première et une seconde electrodes internes, des tubes de glissement qui constituent la voie d'accélération des ions, et un ecran externe, ainsi qu'un oscillateur à haute frequence avec une alimentation à haute tension, une source d'ions située d'un coté de la voie d'accélération des ions, un dispositif de sortie situé au coté opposé de la voie d'accélération, l'oscillateur, la source d'ion et le dispositif de sortie étant reliés au résonateur, d'après l'invention, le résonateur accélérateur est un résonateur accélérateur du type quart d'onde, le premier tube de glissement du côté de la source d'ions, dans la portion initiale de la voie d'accélération des ions, et les tubes de glissement impairs de cette portion sont reliés à l'écran externe, les tubes de glissement pairs etant reliés à l'extrémité non bouclee de la première electrode interne, le premier tube de glissement du côté de la source d'ions, dans la portion finale de la voie d'accélération des ions, et les tubes de glissement impairs de cette portion sont reliés à l'extrémité non bouclée de la seconde électrode interne, les tubes de glissement pairs étant relies à l'écran externe, l'axe longitudinal des tubes de glissement es-t disposé perpendiculairement à l'axe longitudinal de l'écran externe, les électrodes internes sont disposées asymétriquement par rapport à l'axe longitudinal de l'écran externe, l'axe de la première électrode interne etant disposé à une distance de l'axe de l'écran externe se situant entre 0,5 et 0,7 fois le rayon de la circonférence de l'écran externe en section droite, l'axe de la seconde electrode interne étant disposé à une distance de l'axe longitudinal de l'écran externe se situant entre 0,1 et 0,4 fois le rayon de la circonférence de l'écran externe en section droite, et le rapport du diamètre de la circonférence de la première électrode interne en section droite au diamètre de la circonférence de la seconde électrode interne en section droite étant de 1,5 à 2,5, et les électrodes internes sont reliées entre elles par un disque conducteur, fixé à l'écran externe au moyen d'isolateurs. The solution is that, in the high frequency ion accelerator, comprising an accelerator resonator, which is in the form of a shielded two-wire line, excited in phase opposition and having first and second internal electrodes , slip tubes that constitute the ion acceleration path, and an external display, as well as a high frequency oscillator with a high voltage power supply, an ion source located on one side of the pathway ion acceleration, an output device located on the opposite side of the acceleration path, the oscillator, the ion source and the output device being connected to the resonator, according to the invention, the accelerator resonator is a quarter-wave accelerator resonator, the first ion source side slip tube, in the initial portion of the ion acceleration path, and the odd slip tubes of this portion are connected to the outer shield, the even slip tubes being connected to the non-looped end of the first internal electrode, the first slip tube on the ion source side, in the final portion of the ion acceleration path , and the odd sliding tubes of this portion are connected to the non-looped end of the second internal electrode, the even sliding tubes being connected to the outer screen, the longitudinal axis of the sliding tubes are arranged perpendicularly at the longitudinal axis of the outer shield, the inner electrodes are arranged asymmetrically with respect to the longitudinal axis of the outer shield, the axis of the first inner electrode being disposed at a distance from the axis of the external screen between 0.5 and 0.7 times the radius of the circumference of the outer screen in cross section, the axis of the second internal electrode being disposed at a distance from the longitudinal axis of the outer screen is located t between 0.1 and 0.4 times the radius of the circumference of the outer screen in cross section, and the ratio of the diameter of the circumference of the first inner electrode in cross section to the diameter of the circumference of the second inner electrode in cross section being from 1.5 to 2.5, and the internal electrodes are interconnected by a conductive disk, fixed to the outer screen by means of insulators.
La disposition asymétrique des électrodes internes par rapport à l'axe longitudinal de l'écran externe et la situation des axes des électrodes internes par rapport à l'axe longitudinal de l'écran externe aux distances indiquées, d'une part l'obtention d'un rapport des diametres des circonférences des electrodes internes en section droite se situant dans la plage indiquee pour une telle connexion des tubes de glissement et la disposition de ces tubes de façon que leur axe longitudinal soit perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'écran, d'autre part se traduisent par une augmentation de la tension aux coupures accélératrices de la portion finale de la voie d'accélération et, en consequence, par une augmentation de la cadence d'accélération. The asymmetrical arrangement of the internal electrodes with respect to the longitudinal axis of the external screen and the location of the axes of the internal electrodes with respect to the longitudinal axis of the external screen at the indicated distances, on the one hand obtaining a ratio of circumferential diameters of internal cross-sectional electrodes in the range indicated for such a connection of the slide tubes and the arrangement of these tubes so that their longitudinal axis is perpendicular to the longitudinal axis of the screen on the other hand result in an increase of the voltage at the accelerating cuts of the final portion of the acceleration path and, consequently, by an increase in the rate of acceleration.
Le raccordement des électrodes internes par un disque conducteur fixe à l'écran externe au moyen d'isolateurs, rend possible l'application d'une tension continue de polarisation sans introduire d'éléments supplémentaires dans le résonateur accélérateur. Une telle méthode de suppression de la décharge à haute fréquence de résonance des électrons secondaires est la plus simple. En d'autres termes, le raccordement des électrodes internes par un disque conducteur, fixé à l'écran externe au moyen d'isolateurs, simplifie la conception. The connection of the internal electrodes by a conductive disk fixed to the external screen by means of insulators makes it possible to apply a DC bias voltage without introducing additional elements into the accelerator resonator. Such a method of suppressing the high-frequency resonance discharge of secondary electrons is the simplest. In other words, the connection of the internal electrodes by a conductive disk, fixed to the external screen by means of insulators, simplifies the design.
La disposition de l'axe de la premiere électrode interne à une distance de l'axe longitudinal de l'écran externe supérieure à 0,7 fois le rayon de la circonférence de l'écran externe en section droite, et la disposition de l'axe de la seconde électrode interne à une distance de l'axe longitudinal de l'écran externe inférieure à 0,1 fois le rayon de la circonférence de l'écran externe en section droite, ainsi que le choix pour le rapport du diamètre de la circonférence de la première électrode interne en section droite au diamètre de la circonférence de la seconde électrode interne en section droite d'une valeur supérieure à 2,5 provoqueraient un abaissement du coefficient de surtension du résonateur accélérateur, ce qui se traduirait par un abaissement de la stabilité de fréquence du résonateur accélérateur et impliquerait une augmentation de la puissance de 1 'oscillateur a haute fréquence. The arrangement of the axis of the first inner electrode at a distance from the longitudinal axis of the outer screen greater than 0.7 times the radius of the circumference of the outer screen in cross-section, and the arrangement of the axis of the second internal electrode at a distance from the longitudinal axis of the outer screen less than 0.1 times the radius of the circumference of the outer screen in cross section, and the choice for the ratio of the diameter of the circumference of the first inner electrode in cross-section to the diameter of the circumference of the second internal electrode in cross-section by a value greater than 2.5 would cause a lowering of the coefficient of tension of the accelerator resonator, which would result in a lowering of the frequency stability of the accelerator resonator and would imply an increase in the power of the high frequency oscillator.
La disposition de l'axe de la première électrode interne à une distance de l'axe longitudinal de l'écran externe inférieure à 0,5 fois le rayon de la circonférence de l'écran externe en section droite, et la disposition de l'axe de la seconde électrode interne à une distance de l'axe longitudinal de l'écran externe supérieure à 0,4 fois le rayon de la circonférence de l'écran externe en section droite, ainsi que le choix d'un rapport du diamètre de la circonférence de la première électrode interne en section droite au diamètre de la circonférence de la seconde électrode interne en section droite qui soit supérieur à 1,5 entraineraient une augmentation des dimensions linéaires de l'accelération d'ions à haute fréquence et, par conséquent, un abaissement de la cadence d'accélération des ions. The disposition of the axis of the first internal electrode at a distance from the longitudinal axis of the outer screen less than 0.5 times the radius of the circumference of the outer screen in cross-section, and the arrangement of the axis of the second internal electrode at a distance from the longitudinal axis of the outer screen greater than 0.4 times the radius of the circumference of the outer screen in cross-section, and the choice of a ratio of the diameter of the the circumference of the first inner cross-sectional electrode to the circumferential diameter of the second inner cross-sectional electrode which is greater than 1.5 would result in an increase in the linear dimensions of the high-frequency ion acceleration and therefore , a lowering of the rate of acceleration of the ions.
Il est avantageux que l'accélérateur d'ions à haute frequence comporte des tubes de glissement constituant une voie supplémentaire d'accélération des ions, dans laquelle le premier tube de glissement et tous les tubes de glissement impairs suivants sont reliés à l'écran externe, les tubes de glissement pairs sont reliés a l'extrémité non bouclée de la seconde électrode interne, l'axe longitudinal des tubes de glissement est perpendiculaire à l'axe longitudinal des tubes de glissement de la voie d'accélération principale et à l'axe longitudinal de l'écran externe, et un système magnétique de changement de direction avec des éléments de réglage de la longueur de sa voie, son entrée étant connectée au dispositif de sortie, et sa sortie au premier tube de glissement de la voie supplémentaire d'accélération. It is advantageous for the high frequency ion accelerator to have slip tubes forming an additional ion acceleration path, wherein the first and second slip tubes are connected to the outer screen. , the even sliding tubes are connected to the non-looped end of the second internal electrode, the longitudinal axis of the sliding tubes is perpendicular to the longitudinal axis of the sliding tubes of the main acceleration path and to the longitudinal axis of the external screen, and a magnetic system of change of direction with elements for adjusting the length of its channel, its input being connected to the output device, and its output to the first tube of sliding of the additional channel of 'acceleration.
Le montage de tubes de glissement constituant une voie supplémentaire d'accélération des ions, reliée ainsi à l'écran externe et à l'extrémité non bouclée de la seconde électrode interne et dans laquelle l'axe des tubes de glissement est ainsi disposé, ainsi que l'emploi d'un système magnétique de changement de direction avec des éléments de réglage de la longueur de sa voie pour la transmission des ions de la voie d'accélération principale à la voie d'accélération supplémentaire, assurent une augmentation de l'énergie transmise aux ions à dimension égales de l'accélérateur d'ions à haute fréquence, c'est-à-dire se traduisent par une augmentation de la cadence d'accélération des ions. The mounting of sliding tubes constituting an additional ion acceleration path, thus connected to the outer screen and the non-looped end of the second inner electrode and in which the axis of the slide tubes is thus disposed, thus that the use of a magnetic change-of-direction system with lane length adjustment elements for the transmission of ions from the main acceleration lane to the additional lane of acceleration, ensures an increase of the energy transmitted to ions of equal size of the high-frequency ion accelerator, that is to say, result in an increase in the rate of acceleration of the ions.
Il est également avantageux que les tubes de glissement reliés à l'extrémité non bouclée de la première électrode interne soient entourés par un écran conducteur, relié à l'écran externe du résonateur accélera- teur. It is also advantageous that the sliding tubes connected to the non-looped end of the first internal electrode are surrounded by a conductive screen connected to the external screen of the accelerator resonator.
Cela assure l'obtention du rapport requis entre les capacités des électrodes internes par le procédé le plus simple et la suppression de la décharge à haute fréquence de résonance des électrons secondaires entre le tube de glissement fixé à la première électrode interne et le tube de glissement fixé à la seconde électrode interne. Une telle solution simplifie la conception de l'accélérateur d'ions à haute fréquence. This ensures the required ratio between the capacitances of the internal electrodes by the simplest method and the suppression of the high frequency resonance discharge of the secondary electrons between the slip tube attached to the first internal electrode and the slip tube. attached to the second internal electrode. Such a solution simplifies the design of the high frequency ion accelerator.
La réalisation de l'accélérateur d'ions à haute fréquence conformément à l'invention permet d'accroître la cadence d'accélération des ions, tout en simplifiant sa conception, d'utiliser des moyens simples pour supprimer la décharge à haute fréquence de résonance des électrons secondaires, ce qui se traduit par une simplification de la technique de fabrication et pour ur abaissement des couts de fabrication et d'exploitation. The realization of the high frequency ion accelerator according to the invention makes it possible to increase the rate of acceleration of the ions, while simplifying its design, to use simple means to suppress the high-frequency resonance discharge. secondary electrons, which results in a simplification of the manufacturing technique and in lowering manufacturing and operating costs.
D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description de divers exemples de réalisation, faite à titre non limitatif et en regard du dessin annexé dans lequel:
- la figure 1 représente schématiquement un mode de réalisatior
d'un accélérateur d'ions à haute fréquence conforme à
l'invention;
- la figure 2 représenté une coupe suivant la ligne II-II à la
figure 1, dans le plan des tubes de glissement
perpendiculairement à l'axe longitudinal du resona
teur accélérateur selon l'invention;
- la figure 3 représente schématiquement un mode de réalisation
d'un accélérateur d'ions à haute fréquence selon
l'invention, comportant un écran conducteur entourant
les tubes de glissement de la première électrode, une
voie supplémentaire d'accélération des ions et un
système magnétique de changement de direction;;
- la figure 4 représente la coupe suivant la ligne IV-IV à la
figure 3, dans le plan des tubes de glissement,
perpendiculairement à l'axe longitudinal du résona
teur accélérateur selon l'invention.Other objects, advantages and features of the invention will appear on reading the description of various embodiments, made in a non-limiting manner and with reference to the appended drawing in which:
FIG. 1 schematically represents a mode of realization
of a high-frequency ion accelerator in accordance with
the invention;
- Figure 2 shows a section along the line II-II to the
FIG. 1, in the plane of the sliding tubes
perpendicular to the longitudinal axis of the resona
accelerator according to the invention;
FIG. 3 diagrammatically represents an embodiment
a high-frequency ion accelerator according to
the invention, comprising a surrounding conductive screen
the sliding tubes of the first electrode, a
additional ion acceleration path and a
magnetic change of direction system;
FIG. 4 represents the section along line IV-IV at
FIG. 3, in the plane of the sliding tubes,
perpendicular to the longitudinal axis of the resona
accelerator according to the invention.
L'accélérateur d'ions a haute fréquence comprend une enveloppe métallique 1 (figure 1), un résonateur accélérateur quart d'onde placé dans cette enveloppe 1 et se présentant sous la forme d'une ligne bifilaire blindée, excitée en opposition de phase, non bouclée à l'une de ses extrémités et comportant deux electrodes internes 2 et 3 et un écran externe 4. L'extrémité non bouclée de l'électrode interne 2 porte deux tubes de glissement 5, fixés à l'aide d'un cylindre 6. Entre les tubes de glissement 5, est placé un tube de glissement 7 relié à l'écran externe 4 par une barre 8. Sur l'extrémité non bouclée du résonateur accélérateur, sont prévus deux tubes de glissement 9, fixés à l'electrode 3 a l'aide d'un cylindre 10. Entre les tubes de glissement 9 est placé un tube de glissement 11, relié à l'écran externe 4 par une barre 12.Un tube de glissement 13 portant la source d'ions 14 et un tube de glissement 13 portant le dispositif de sortie 15 sont reliés a l'écran externe 4. The high-frequency ion accelerator comprises a metal casing 1 (FIG. 1), a quarter-wave accelerator resonator placed in this casing 1 and in the form of a shielded two-wire line, excited in phase opposition, not looped at one of its ends and having two internal electrodes 2 and 3 and an external screen 4. The non-looped end of the inner electrode 2 carries two sliding tubes 5, fixed with a cylinder 6. Between the sliding tubes 5 is placed a sliding tube 7 connected to the outer screen 4 by a bar 8. On the non-looped end of the accelerator resonator, there are provided two sliding tubes 9, attached to the electrode 3 by means of a cylinder 10. Between the sliding tubes 9 is placed a sliding tube 11, connected to the outer screen 4 by a bar 12.A sliding tube 13 carrying the ion source 14 and a sliding tube 13 carrying the output device 15 are r attached to the external display 4.
La portion initiale de la voie d'accélération des ions est constituée par le tube de glissement 13 situé du côté de la source d'ions 14, le premier tube de glissement 5, le tube de glissement 7 et le second tube de glissement 5. La portion finale de la voie d'accélération des ions est constituée par le premier tube de glissement 9, le tube de glissement 11, le second tube de glissement 9 et le tube de glissement 13 situe du côte du dispositif de sortie 15. L'axe longitudinal des tubes de glissement, 5, 7, 9, 11, 13 est disposé perpendiculairement à l'axe longitudinal de l'écran externe 4. The initial portion of the ion acceleration path consists of the slip tube 13 located on the ion source side 14, the first slip tube 5, the slip tube 7 and the second slip tube 5. The final portion of the ion acceleration path is constituted by the first slip tube 9, the slip tube 11, the second slip tube 9 and the slip tube 13 located on the side of the output device 15. longitudinal axis of the sliding tubes, 5, 7, 9, 11, 13 is arranged perpendicularly to the longitudinal axis of the outer screen 4.
Les électrodes internes 2 et 3 sont disposées de façon asymétrique par rapport à l'axe longitudinal de l'écran externe 4. L'axe longitudinal de l'électrode interne 2 est disposé à une distance de l'axe longitudinal de l'écran externe 4 se situant entre 0,5 et 0,7 fois le rayon de la circonférence de l'écran externe 4 en section droite. L'axe longitudinal de l'électrode interne 3 est situé de telle façon que sa distance de l'axe longitudinal de l'écran externe 4 se situe entre 0,1 et 0,4 fois le rayon de la circonférence de l'écran externe 4 en section droite. Le rapport du diamètre de la circonférence de l'électrode interne 2 en section droite au diamètre de la circonférence de l'électrode interne 3 en section droite se situe entre 1,5 et 2,5. The internal electrodes 2 and 3 are arranged asymmetrically with respect to the longitudinal axis of the outer screen 4. The longitudinal axis of the internal electrode 2 is disposed at a distance from the longitudinal axis of the external screen 4 is between 0.5 and 0.7 times the radius of the circumference of the outer screen 4 in cross section. The longitudinal axis of the inner electrode 3 is located such that its distance from the longitudinal axis of the outer screen 4 is between 0.1 and 0.4 times the radius of the circumference of the outer screen 4 in the right section. The ratio of the diameter of the circumference of the inner electrode 2 in cross-section to the circumference diameter of the inner electrode 3 in cross-section is between 1.5 and 2.5.
Sur l'extrémité en court-circuit du résonateur accélérateur, les électrodes internes 2 et 3 sont reliées par un disque conducteur 16, qui est fixé à l'écran externe 4 au moyen d'isolateurs 17. Le disque conducteur 16 est porte à une tension négative via une inductance 18 à haute fréquence, la tension étant fournie par une source 19 de tension continue. On the short-circuited end of the accelerator resonator, the internal electrodes 2 and 3 are connected by a conductive disk 16, which is fixed to the external screen 4 by means of insulators 17. The conductive disk 16 is negative voltage via a high frequency inductor 18, the voltage being supplied by a source 19 of DC voltage.
L'accélérateur d'ions à haute fréquence comprend un oscillateur à haute fréquence, dont le tube oscillateur 20 est monté sur un isolateur à vide 21 et est relié à la ligne bifilaire blindée par une boucle d'inductance 22. Un condensateur séparateur, constitué par une plaque 23 avec un intervalle diélectrique sous vide, sert à séparer la composante continue de la tension d'anode d'avec la composante à haute fréquence de la tension. The high frequency ion accelerator comprises a high frequency oscillator, the oscillator tube 20 of which is mounted on a vacuum insulator 21 and is connected to the shielded two-wire line by an inductance loop 22. A separating capacitor, consisting of by a plate 23 with a vacuum dielectric gap, serves to separate the DC component of the anode voltage from the high frequency component of the voltage.
D'autre part, l'accélérateur d'ions à haute fréquence comporte une inductance à haute fréquence 24 pour l'application de la tension d'anode à l'anode du tube oscillateur 20, à partir de l'alimentation à haute tension 25 de l'oscillateur à haute fréquence. L'oscillateur à haute fréquence à auto-excitation, réalisé avec le tube oscillateur 20, comporte une réaction extérieure 26, constituée par une boucle de réaction et une ligne de réaction avec un déphaseur 27, raccordé au circuit de cathode 28, pour l'ajustage précis de la phase du signal de réaction. On the other hand, the high frequency ion accelerator has a high frequency inductor 24 for applying the anode voltage to the anode of the oscillator tube 20 from the high voltage power supply. of the high frequency oscillator. The self-excitation high frequency oscillator, made with the oscillator tube 20, comprises an external reaction 26, constituted by a feedback loop and a reaction line with a phase-shifter 27, connected to the cathode circuit 28, for the precise adjustment of the phase of the reaction signal.
La figure 2 montre la situation relative des tubes de glissement 13, 5, 7, 9, 11 par rapport à l'écran externe 4. FIG. 2 shows the relative position of the sliding tubes 13, 5, 7, 9, 11 relative to the external screen 4.
La figure 3 représente un accétérateur d'ions à haute fréquence qui comporte un système magnétique 29 de changement de direction. Les tubes de glissement 5, reliés à l'extrémité non bouclée de l'électrode interne 2, sont entourés par un écran conducteur 30, relié à l'écran externe 4, pour créer une charge capacitive supplémentaire sur l'extrémité non bouclée de l'électrode interne 2, du fait que le diamètre de l'électrode interne 3 est modifié afin d'égaliser le champ électrique accélérateur réparti suivant la longueur de la vofe d'accélération, et d'accélérer la propagation de la décharge à haute fréquence de résonance des electrons secondaires par effet d'écran sur le champ électrique entre les tubes de glissement 5, 9. Fig. 3 shows a high frequency ion accelerator which has a magnetic change system 29. The sliding tubes 5, connected to the non-looped end of the internal electrode 2, are surrounded by a conductive screen 30, connected to the external screen 4, to create an additional capacitive load on the uncapped end of the internal electrode 2, since the diameter of the internal electrode 3 is modified in order to equalize the distributed accelerating electric field along the length of the acceleration vofe, and to accelerate the propagation of the high frequency discharge of resonance of the secondary electrons by a screen effect on the electric field between the sliding tubes 5, 9.
L'accélérateur d'ions à haute fréquence comporte deux tubes de glissement 31 (figure 4), reliés à l'extrémité non bouclée de l'electrode interne 3 (figure 3), et deux tubes de glissement 32 (figure 4) reliés à l'écran externe 4. Les tubes de glissement 32, 31, 11 constituent une voie supplémentaire d'accélération des ions. L'axe longitudinal des tubes de glissement 31, 32, 11 est perpendiculaire à l'-axe longitudinal des tubes 5, 7, 9, 13. Le système magnétique 29 de changement de direction assure la transmission des ions a accélerer de la voie principale d'accélération à la voie supplémentaire. Son entrée est raccordée au dispositif de sortie 15, et sa sortie au tube de glissement 32.Le système magnétique 29 de changement de direction comporte trois aimants 33 à 90 , deux éléments 34 de réglage de la longueur de voie et deux éléments 35 de transmission des ions. The high frequency ion accelerator comprises two sliding tubes 31 (FIG. 4), connected to the non-looped end of the internal electrode 3 (FIG. 3), and two sliding tubes 32 (FIG. the outer screen 4. The sliding tubes 32, 31, 11 constitute an additional path of ion acceleration. The longitudinal axis of the sliding tubes 31, 32, 11 is perpendicular to the longitudinal axis of the tubes 5, 7, 9, 13. The magnetic system 29 of change of direction ensures the transmission of ions to accelerate the main track acceleration to the extra lane. Its input is connected to the output device 15, and its output to the sliding tube 32. The magnetic change system 29 comprises three magnets 33 to 90, two elements 34 for adjusting the track length and two transmission elements 35 ions.
L'accélérateur d'ions à haute fréquence fonctionne de la façon suivante. Après obtention du vide nécessaire dans l'enveloppe 1 (figure 1), on branche la source d'ions 14. Apres branchement de l'alimentation 25 à haute tension de l'oscillateur a haute fréquence et de la source de tension continue 19, l'oscillateur à haute frequence se trouve auto-excité a la fréquence fondamentale du résonateur accélérateur et une tension à haute fréquence apparait à toutes les coupures accélérés trices. Les ions issus de la source d'ions .4 sont accélérés dans les coupures accélératrices que forment les tubes de glissement 13, 5, 7, 9, 11.La longueur des coupures dans la portion initiale de la voie d'accelération des ions est choisie à une valeur telle que l'angle de parcours des ions dans la première coupure ait une valeur proche de s. Si la longueur de la coupure accélératrice est plus petite, la tension s'abaisse (et, par conséquent, la cadence d'accélération également), et si cette longueur est plus grande, le nombre d'ions accélérés dans 1 'accé- lérateur diminue. The high frequency ion accelerator operates as follows. After obtaining the necessary vacuum in the casing 1 (FIG. 1), the ion source 14 is connected. After connection of the high-voltage power supply 25 of the high-frequency oscillator and of the DC voltage source 19, the high frequency oscillator is self-excited at the fundamental frequency of the accelerator resonator and a high frequency voltage occurs at all accelerated cuts. The ions originating from the source of ions 4 are accelerated in the accelerating cuts formed by the sliding tubes 13, 5, 7, 9, 11. The length of the cuts in the initial portion of the ion acceleration path is chosen at a value such that the angle of travel of the ions in the first cut has a value close to s. If the length of the accelerator cutoff is smaller, the voltage drops (and therefore also the rate of acceleration), and if this length is greater, the number of accelerated ions in the accelerator decreases.
Au fur et à mesure que les ions traversent les coupures, leur vitesse augmente et, afin de conserver l'égalité:
L1 = SS
2 (L1 étant la période d'accélération, A la longueur d'onde,
ss = Èî V1 la vitesse de l'ion, C la vitesse de la lumière),
C' 1 chaque tube suivant 5, 7, 5, 9, 11, 13 a une longueur plus grande que celle du tube de glissement 13, 5, 7, 9, 11 précédent. Il en résulte un abaissement d la cadence d'accélération dans la portion finale de la voie d'accélération.La cadence d'accélération des ions est augmentée par l'accroissement de la tension haute fréquence dans les coupures de la portion finale de la voie d'accélération, obtenu grâce a la disposition asymétrique des électrodes internes 2, 3 par rapport à l'axe longitudinal de l'écran externe 4 et à la diminution du diamètre de la circonférence de l'électrode interne 3 en section droite comparativement au diametre de la circonférence de l'électrode interne 2 en section droite, les tubes de glissement 13, 5, 7, 9, 11 étant montés de facon que les tubes 13, 7, 11 soient relies à l'écran externe 4, les tubes 5 à l'électrode interne 2 et les tubes 9 à l'électrode interne 3 et que leur axe longitudinal soit perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'écran externe 4.As the ions go through the cuts, their speed increases and, in order to maintain equality:
L1 = SS
2 (L1 being the period of acceleration, At the wavelength,
ss = Èî V1 the speed of the ion, C the speed of light),
C '1 each tube following 5, 7, 5, 9, 11, 13 has a greater length than that of the sliding tube 13, 5, 7, 9, 11 above. This results in a lowering of the rate of acceleration in the final portion of the acceleration path. The rate of acceleration of the ions is increased by the increase of the high frequency voltage in the cuts of the final portion of the path. of acceleration, obtained thanks to the asymmetric arrangement of the internal electrodes 2, 3 with respect to the longitudinal axis of the outer screen 4 and the decrease in the diameter of the circumference of the inner electrode 3 in cross section compared to the diameter of the circumference of the inner electrode 2 in cross section, the sliding tubes 13, 5, 7, 9, 11 being mounted so that the tubes 13, 7, 11 are connected to the outer screen 4, the tubes 5 to the inner electrode 2 and the tubes 9 to the inner electrode 3 and that their longitudinal axis is perpendicular to the longitudinal axis of the outer screen 4.
Afin de conserver la même intensité du champ électrique dans les coupures accélératrices, les longueurs de ces coupures dans la portion finale de la voie d'accélération sont augmentees comparativement aux longueurs des coupures accélératrices dans la portion initiale de voie d'accélération, proportionnellement à l'augmentation de la tension haute fréquence dans ces coupures. L'asymétrie de la disposition des électrodes internes 2, 3 par rapport à l'axe longitudinal de l'écran externe 4 et la différence de diamètre des électrodes internes 2, 3 sont déterminées par la différence d'impédance d'onde de ces électrodes 2, 3. In order to maintain the same intensity of the electric field in the accelerating cuts, the lengths of these cuts in the final portion of the acceleration path are increased compared to the lengths of the accelerating cuts in the initial portion of the acceleration path, in proportion to the increase of the high frequency voltage in these cuts. The asymmetry of the arrangement of the internal electrodes 2, 3 with respect to the longitudinal axis of the external screen 4 and the difference in diameter of the internal electrodes 2, 3 are determined by the difference in wave impedance of these electrodes. 2, 3.
L'exploitation de la géométrie du résonateur (disposition des électrodes internes 2, 3 du résonateur et des tubes de glissement 13, 5, 7, 9, 11) est optimale quand l'impédance d'onde de l'électrode interne 2 est plus petite que celle de l'électrode interne 3 de n fois, n étant compris entre 1,5 et 2, et quand la capacité formée par les tubes de glissement 13, 5, 7 est, de façon correspondante, plus grande que celle formée par les tubes de glissement 9, 11, 13. Si n > 2, la résonateur accélérateur est difficilement réalisable sur le plan technique et, en outre, son coefficient de surtension diminue, ce qui implique l'augmentation de la puissance de l'oscillateur a haute fréquence pour obtenir une cadence donnée d'accélération des ions.Si n > 1,5, les dimensions linéaires du résonateur accélérateur augmentent, d'où il s'ensuit un abaissement de la cadence d'accélération des ions. The exploitation of the geometry of the resonator (arrangement of the internal electrodes 2, 3 of the resonator and the sliding tubes 13, 5, 7, 9, 11) is optimal when the wave impedance of the internal electrode 2 is larger. smaller than that of the internal electrode 3 n times, n being between 1.5 and 2, and when the capacity formed by the sliding tubes 13, 5, 7 is, correspondingly, greater than that formed by the sliding tubes 9, 11, 13. If n> 2, the accelerator resonator is difficult to achieve technically and, in addition, its overvoltage coefficient decreases, which implies the increase of the power of the oscillator a high frequency to obtain a given rate of acceleration of the ions.Si n> 1.5, the linear dimensions of the accelerator resonator increase, from which it follows a lowering of the rate of acceleration of the ions.
La tension aux extrémites non bouclées des électrodes internes 2, 3, excitées en opposition de phase et parcourues par des courants égaux, est proportionnelle à leur impédance d'onde. Quand l'excitation est en opposition de phase, la tension aux isolateurs 17 est proche de zéro, ce qui leve la limitation concernant le courant de grille du résonateur et permet d'augmenter la tension aux coupures accélératrices. The voltage at the non-looped ends of the internal electrodes 2, 3, excited in phase opposition and traversed by equal currents, is proportional to their wave impedance. When the excitation is in phase opposition, the voltage at the insulators 17 is close to zero, which raises the limitation on the resonator gate current and makes it possible to increase the voltage at the accelerating cuts.
Le disque conducteur 16 est soumis à une tension continue, fournie par la source de tension 19 et appliquée via l'inductance 18, afin de prévenir la décharge à haute fréquence de résonance des électrons secondaires. Un tel procédé de suppression de la décharge exclut l'introduction d'éléments et de moyens supplémentaires dans l'accélérateur d'ions à haute fréquence et, de la sorte, simplifie sa conception. La stabilité longitudinale et transversale du mouvement des ions accélérés est assurée par le champ accélérateur lui-même, le principe mis en oeuvre étant celui de la focalisation par variation de phase. De la sorte, les ions issus de la source 14 d'ions et ayant traversé les coupures accélératrices formées par les tubes de glissement 13, 5, 7, 9, 11, ou leur énergie s'accroît, arrivent au dispositif de sortie 15. The conductive disk 16 is subjected to a DC voltage, supplied by the voltage source 19 and applied via the inductor 18, to prevent the high-frequency resonance discharge of the secondary electrons. Such a method of suppressing the discharge excludes the introduction of additional elements and means into the high frequency ion accelerator and thereby simplifies its design. The longitudinal and transverse stability of the movement of the accelerated ions is ensured by the accelerator field itself, the principle implemented being that of phase-shift focusing. In this way, ions originating from the ion source 14 and having passed through the accelerating cuts formed by the sliding tubes 13, 5, 7, 9, 11, or their energy increases, arrive at the output device 15.
L'accélérateur d'ions à haute fréquence conforme à l'invention permet d'accroitre la cadence d'accélération des ions, tout en état de conception plus simple. The high frequency ion accelerator according to the invention makes it possible to increase the rate of acceleration of the ions, while in a state of simpler design.
Dans le cas où l'accélérateur est equipé d'un système magnétique 29 (figure 4) de changement de direction, les ions à accélerer ayant parcouru la voie d'accélération principale sont déviés par le système magnétique 29 et accélérés dans la voie d'accélération supplementaire. Celle-ci assure l'apport d'un supplément d'énergie aux ions, les dimensions linéaires de l'accélérateur d'ions à haute frequence et la puissance de l'oscillateur à haute frequence restant les mêmes, ce qui est équivalent à un accroissement de la cadence d'accélération des ions. La tension aux coupures accélératrices de la voie d'accélération est égale è celle des coupures accélératrices formés par les tubes de glissement Ç, 11, 13. In the case where the accelerator is equipped with a magnetic system 29 (FIG. 4) of change of direction, the ions to be accelerated having traversed the main acceleration path are deflected by the magnetic system 29 and accelerated in the direction of travel. additional acceleration. This ensures the addition of energy to the ions, the linear dimensions of the high frequency ion accelerator and the power of the high frequency oscillator remaining the same, which is equivalent to increase in the rate of acceleration of the ions. The voltage at the accelerating cuts of the acceleration path is equal to that of the accelerating cuts formed by the sliding tubes Ç, 11, 13.
Le réglage de la longueur de la voie dans le système magnétique 29 de changement de direction à l'aide des éléments 34 prévus à cet effet assure les rapports de phase requis des voies d'accélération avec possibilité de régulation de l'énergie des ions à accélérer. The adjustment of the length of the channel in the magnetic system 29 of change of direction using the elements 34 provided for this purpose ensures the required phase ratios of the acceleration channels with possibility of regulation of the energy of the ions to accelerate.
Dans l'accélérateur d'ions a haute fréquence à disposition asymétrique des électrodes internes 2 (figure 3), de la ligne bifilaire blindée et à diamètre réduit de l'électrode interne 3, l'angle de capture des ions au régime d'accélération restant conservé, l'énergie des ions accélérés augmente lors du parcours de la voie d'accélération de 1,5 fois plus que dans un résonateur accélérateur de construction symétrique. Les tubes 31 (figure 4), 32, 11 de glissement constituant la voie d'accélération supplémentaire, conjointement avec le système magnétique 29 de changement de direction, permettent d'augmenter d'encore 1,5 fois l'énergie des ions accélérés, sans dépense supplémentaire de puissance à haute fréquence pour l'excitation du- résonateur accélérateur. In the high-frequency ion accelerator with asymmetric arrangement of the internal electrodes 2 (FIG. 3), of the shielded and reduced-diameter two-wire line of the internal electrode 3, the angle of capture of the ions at the acceleration regime remaining conserved, the energy of the accelerated ions increases during the course of the acceleration path by 1.5 times more than in a symmetric accelerator resonator. The tubes 31 (Figure 4), 32, 11 of sliding constituting the additional acceleration path, together with the magnetic system of change of direction, allow to increase another 1.5 times the energy of the accelerated ions, without the additional expense of high frequency power for the excitation of the accelerator resonator.
De la sorte, l'accélérateur d'ions a haute fréquence décrit, caractérise par sa conception simplifiée, permet d'accroître la cadence d'accélération des ions. In this way, the described high-frequency ion accelerator, characterized by its simplified design, makes it possible to increase the rate of acceleration of the ions.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés et elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. Of course, the present invention is not limited to the embodiments described and shown and is capable of numerous variants accessible to those skilled in the art, without one deviating from the spirit of the art. 'invention.
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