RU2234204C1 - Ускоритель пучков заряженных частиц - Google Patents
Ускоритель пучков заряженных частиц Download PDFInfo
- Publication number
- RU2234204C1 RU2234204C1 RU2003107001/06A RU2003107001A RU2234204C1 RU 2234204 C1 RU2234204 C1 RU 2234204C1 RU 2003107001/06 A RU2003107001/06 A RU 2003107001/06A RU 2003107001 A RU2003107001 A RU 2003107001A RU 2234204 C1 RU2234204 C1 RU 2234204C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal shell
- layer
- accelerator
- charged particle
- insulating layer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H15/00—Methods or devices for acceleration of charged particles not otherwise provided for, e.g. wakefield accelerators
Abstract
Изобретение относится к ускорителям пучков заряженных частиц, в частности электронов, и может быть использовано в физике, химии и медицине. В ускорителе пучков заряженных частиц, включающем металлическую оболочку, внутри которой размещен слой диэлектрического материала, и вакуумный канал для пролета электронов, выполненный вдоль центральной оси симметрии металлической оболочки, внутри металлической оболочки дополнительно размещен слой сегнетоэлектрического материала; слой сегнетоэлектрического материала может быть размещен между металлической оболочкой и слоем диэлектрического материала; слой сегнетоэлектрического материала может быть размещен внутри слоя диэлектрического материала. Технический результат - обеспечивается управляемость параметрами ускорителя и появляется возможность регулировать синфазность пучка заряженных частиц и ускоряющей их волны. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к ускорителям пучков заряженных частиц, в частности электронов, и может быть использовано в физике, химии и медицине.
Известен ускоритель пучков заряженных частиц, включающий металлическую оболочку, внутри которой размещен слой диэлектрического материала в виде стержня. Между металлической оболочкой и диэлектрическим материалом, а также вдоль центральной оси симметрии внутри диэлектрического материала имеются вакуумные каналы для пролета пучков заряженных частиц, см. Rhon Kerning и др. “ANNULAR BEAM DRIVEN HIGH GRADIENT ACCELERATORS”, сборник материалов конференции “Proceeding Beam 1988, 7th International Conference High-Power Particle Beams, pp.864-869” (копия ссылки прилагается).
Недостатком этого ускорителя является то, что сгусток заряженных частиц неустойчив и после короткого пролета осаждается на стенках оболочки.
Известен также ускоритель пучков заряженных частиц, включающий металлическую оболочку, внутри которой размещен слой диэлектрического материала, и вакуумный канал, выполненный вдоль центральной оси симметрии металлической оболочки, см. W. Gai и др. Experimental Demonstration of Wake-Field Effects in Dielectric Structures, PHYSICAL REVIEW LETTERS, vol.61, N 24, pp.2756-2758, 12.12.1988 (копия ссылки прилагается).
Данное техническое решение принято за прототип настоящего изобретения.
Его недостатком является неуправляемость параметрами ускорителя; вследствие несинфазности пучка заряженных частиц и ускоряющей волны снижается эффективность ускорения.
В основу настоящего изобретения положено решение задачи обеспечения управляемости параметрами ускорителя и, соответственно, возможности регулировки синфазности.
Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что в ускорителе пучков заряженных частиц, включающем металлическую оболочку, внутри которой размещен слой диэлектрического материала, и вакуумный канал для пролета электронов, выполненный вдоль центральной оси симметрии металлической оболочки, внутри металлической оболочки дополнительно размещен слой сегнетоэлектрического материала; слой сегнетоэлектрического материала может быть размещен между металлической оболочкой и слоем диэлектрического материала; слой сегнетоэлектрического материала может быть размещен внутри слоя диэлектрического материала.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "новизна".
Благодаря реализация отличительных признаков изобретения объект приобретает весьма важное новое свойство: появляется возможность регулировать синфазность пучка заряженных частиц и ускоряющей их волны. Заявителю неизвестны какие-либо источники информации, в которых были бы сведения о наличии в ускорителях пучков заряженных частиц дополнительного слоя сегнетоэлектрического материала и обеспечении тем самым возможности управления параметрами ускорителя.
Это обстоятельство позволяет, по мнению заявителя, сделать вывод о соответствии заявленного технического решения критерию “изобретательский уровень”.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено:
на фиг.1 - поперечный разрез ускорителя; слой сегнетоэлектрического материала размещен между металлической оболочкой и диэлектриком;
на фиг.2. - поперечный разрез ускорителя; слой сегнетоэлектрического материала размещен внутри слоя диэлектрического материала.
Ускоритель пучков заряженных частиц включает металлическую оболочку 1, внутри которой размещен слой 2 диэлектрического материала и вакуумный канал 3, выполненный вдоль центральной оси симметрии металлической оболочки 1. В качестве диэлектрического материала могут использоваться высокочастотные керамические материалы с диэлектрической проницаемостью от 4 до 45. Основу этих диэлектриков составляют оксидные системы - соединения и твердые растворы, такие как кардиерит (2MgO·2Al2O3·5SiO2) с ε≈4.7, корунд (Аl2О3) с ε≈9.7, титанаты магния и кальция системы MgO-CaO-TiO2 с ε от 14 до 20, а также твердые растворы титаната кальция-алюминатов редкоземельных элементов СаТiO3-LnAlO3 (Ln-La, Nd)c ε от 38 до 45. Особенностью этого класса диэлектрических материалов является их весьма малые диэлектрические потери в диапазоне СВЧ.
Внутри металлической оболочки 1 дополнительно размещен слой 4 сегнетоэлектрического материала; он может быть размещен между металлической оболочкой 1 и слоем 2 диэлектрического материала (фиг.1) или внутри этого слоя (фиг.2). Сегнетоэлектрический материал в конкретном примере представляет собой твердый раствор титанатов бария и стронция (Ba, Sr)Tio3 с добавками оксидов и соединений различных элементов. Диэлектрическая проницаемость лежит в пределах от 200 до 600, a tg δ в диапазоне 10...35 ГГц составляет величину 0.004...0.006. При этом управляемость ε электрическим полем лежит в пределах (5-15)%. При указанных выше параметрах высокочастотной керамики и сегнетоэлектрического материала управляемость ускорительной структуры составит в зависимости от толщины управляющего сегнетоэлектрического слоя и конкретного значения диэлектрической проницаемости.
Устройство работает следующим образом. В ускоритель из инжектора известного типа подают сильноточный пучок заряженных частиц низких энергий, в конкретном примере, электронов с энергией 15-50 МэВ, длительностью импульса 10-40 не и зарядом 10-100 нК. Этот пучок возбуждает внутри ускорителя высокочастотную электромагнитную волну с частотой 10-35 ГГц. Затем в ускоритель подают слаботочный пучок электронов высоких энергий (более 100 МэВ), длительностью импульса 10-40 не и зарядом менее 0,1 нК. Электроны слаботочного пучка ускоряются в поле высокочастотной электромагнитной волны и возбуждают сильноточные пучки электронов. Для обеспечения синфазности слаботочного пучка электронов и высокочастотной электромагнитной волны создают постоянное электрическое поле в слое 4 сегнетоэлектрического материала; это осуществляют в конкретном примере путем подачи на него через нанесенные на него металлические контакты (на чертежах не показаны) постоянного электрического напряжения. Напряженность постоянного электрического поля составляет от 1 до 10 В/мкм. Меняя значение этого параметра можно изменять диэлектрическую проницаемость сегнетоэлектрического материала и таким образом подстраивать частоту и, соответственно, фазовую скорость электромагнитной волны относительно скорости пучка электронов.
Для реализации изобретения использованы известные материалы и технические средства, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию “промышленная применимость”.
Claims (3)
1. Ускоритель пучков заряженных частиц, включающий металлическую оболочку, внутри которой размещен слой диэлектрического материала, и вакуумный канал для пролета электронов, выполненный вдоль центральной оси симметрии металлической оболочки, отличающийся тем, что внутри металлической оболочки дополнительно размещен слой сегнетоэлектрического материала.
2. Ускоритель пучков заряженных частиц по п.1, отличающийся тем, что слой сегнетоэлектрического материала размещен между металлической оболочкой и слоем диэлектрического материала.
3. Ускоритель пучков заряженных частиц по п.1, отличающийся тем, что слой сегнетоэлектрического материала размещен внутри слоя диэлектрического материала.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003107001/06A RU2234204C1 (ru) | 2003-03-05 | 2003-03-05 | Ускоритель пучков заряженных частиц |
PCT/RU2004/000085 WO2004080131A1 (fr) | 2003-03-05 | 2004-03-02 | Accelerateur de faisceaux de particules chargees |
US10/547,941 US7768187B2 (en) | 2003-03-05 | 2004-03-02 | Charge particle beam accelerator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003107001/06A RU2234204C1 (ru) | 2003-03-05 | 2003-03-05 | Ускоритель пучков заряженных частиц |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2234204C1 true RU2234204C1 (ru) | 2004-08-10 |
Family
ID=32960351
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003107001/06A RU2234204C1 (ru) | 2003-03-05 | 2003-03-05 | Ускоритель пучков заряженных частиц |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7768187B2 (ru) |
RU (1) | RU2234204C1 (ru) |
WO (1) | WO2004080131A1 (ru) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9671520B2 (en) | 2014-02-07 | 2017-06-06 | Euclid Techlabs, Llc | Dielectric loaded particle accelerator |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3234426A (en) * | 1960-06-10 | 1966-02-08 | Eitel Mccullough Inc | Method for density modulating beams of charged particles |
DE2030747C3 (de) * | 1970-06-23 | 1975-01-09 | Steigerwald Strahltechnik Gmbh, 8000 Muenchen | Beschleunigungsrohr für einen Ladungsträgerstrahl |
US4004175A (en) * | 1974-12-16 | 1977-01-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | High voltage particle accelerator utilizing polycrystalline ferroelectric ceramic material |
US4064070A (en) * | 1974-12-23 | 1977-12-20 | Chevron Research Company | Catalyst for producing maleic anhydride |
US4677084A (en) * | 1985-11-27 | 1987-06-30 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Attrition resistant catalysts, catalyst precursors and catalyst supports and process for preparing same |
DE3938752A1 (de) * | 1989-11-23 | 1991-05-29 | Riege Hans | Kathode zur grossflaechigen erzeugung von intensiven, modulierten ein- oder mehrkanal-elektronenstrahlen |
US5108974A (en) * | 1990-12-19 | 1992-04-28 | Akzo N.V. | Preparation of vanadium-phosophorus-oxide catalyst precursor |
JPH0710353B2 (ja) * | 1991-07-08 | 1995-02-08 | 郁也 松浦 | バナジウム−リン酸化物系酸化触媒およびその製造法 |
JPH0952049A (ja) * | 1995-08-17 | 1997-02-25 | Mitsubishi Chem Corp | リン−バナジウム系複合酸化物触媒前駆体の製造方法 |
RU2178243C2 (ru) * | 1999-12-28 | 2002-01-10 | Российский Федеральный Ядерный Центр-Всероссийский Научно-исследовательский Институт Экспериментальной Физики | Устройство для получения плазмы на основе скользящего разряда |
-
2003
- 2003-03-05 RU RU2003107001/06A patent/RU2234204C1/ru not_active IP Right Cessation
-
2004
- 2004-03-02 US US10/547,941 patent/US7768187B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-03-02 WO PCT/RU2004/000085 patent/WO2004080131A1/ru active Application Filing
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
W.GAI и др. Experimental Demonstration of Wake-Fild Effects in Dielectric Structures, PHYSICAL REVIEW LETTERS, vol.61, N24, 12.12.1988, p.2756-2758. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2004080131A1 (fr) | 2004-09-16 |
US20060237661A1 (en) | 2006-10-26 |
US7768187B2 (en) | 2010-08-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Riege | Electron emission from ferroelectrics-a review | |
Riege et al. | Features and technology of ferroelectric electron emission | |
US3769600A (en) | Method of and apparatus for producing energetic charged particle extended dimension beam curtains and pulse producing structures therefor | |
Hummelt et al. | Coherent Cherenkov-cyclotron radiation excited by an electron beam in a metamaterial waveguide | |
US5302881A (en) | High energy cathode device with elongated operating cycle time | |
DE19929278A1 (de) | Verfahren zum Implantieren negativer Wasserstoffionen und Implantierungseinrichtung | |
Ryabchikov | Repetitively pulsed vacuum arc ion and plasma sources and new methods of ion and ion-plasma treatment of materials | |
RU2234204C1 (ru) | Ускоритель пучков заряженных частиц | |
Nguyen et al. | Calculations of multipactor growth in rectangular waveguides | |
US4215291A (en) | Collective particle accelerator | |
Ryabchikov et al. | Vacuum arc ion and plasma source Raduga 5 for materials treatment | |
Bokhan | Relaxation processes and influence of metastable states of metal atoms and ions on the lasing mechanism and energy characteristics of lasers | |
JP3168903B2 (ja) | 高周波加減速器、および、その使用方法 | |
JP2005079540A (ja) | 発光素子及びその製造方法 | |
Einat et al. | High-repetition-rate ferroelectric-cathode gyrotron | |
US7285915B2 (en) | Electron gun for producing incident and secondary electrons | |
US3967125A (en) | Method and apparatus for making phosphors | |
Ginzburg et al. | Experimental observation of cyclotron superradiance | |
JP2022052108A5 (ru) | ||
Fainberg | Plasma electronics and plasma acceleration of charged particles | |
CN103210465B (zh) | 电子源发生方法、电子发生器及其制造方法 | |
Andreev et al. | GYRAC‐D‐O: Relativistic plasma accumulator and ion accelerator | |
Wakasugi et al. | Fringing-RF-Field-Activated DC-to-Pulse Converter at the SCRIT Electron Scattering Facility | |
Gundel et al. | Pulsed electron emission from ferroelectrics | |
KR20230160820A (ko) | 플라즈마 공정을 위한 고속 중성자 생성 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060306 |