SU1135420A1 - Способ ускорени пучка зар женных частиц - Google Patents

Способ ускорени пучка зар женных частиц Download PDF

Info

Publication number
SU1135420A1
SU1135420A1 SU833587789A SU3587789A SU1135420A1 SU 1135420 A1 SU1135420 A1 SU 1135420A1 SU 833587789 A SU833587789 A SU 833587789A SU 3587789 A SU3587789 A SU 3587789A SU 1135420 A1 SU1135420 A1 SU 1135420A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
waveguide
azimuthal
particles
field
wave
Prior art date
Application number
SU833587789A
Other languages
English (en)
Inventor
В.Н. Пашенцев
Original Assignee
Предприятие П/Я В-8315
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я В-8315 filed Critical Предприятие П/Я В-8315
Priority to SU833587789A priority Critical patent/SU1135420A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU1135420A1 publication Critical patent/SU1135420A1/ru

Links

Landscapes

  • Particle Accelerators (AREA)

Abstract

СПОСОБ УСКОРЕНИЯ ПУЧКА ЗАР ЖЕННЫХ ЧАСТЩ, основанный на его резонансном ззаимодействии с электромагнитным полем бегущей волны, заключающийс  в инжекции зар женных частиц в волновод, в котором возбуж дают; продольное магнитное поле и электромагнитную волну типа Е т, п число соответственно азимутальных и радиальных вариаций пол  отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  потерь высокочастотной мощности в С1енках волновода , азимутальное движение частиц синхронизируют с азимутальным изменением продольного коьшонента электрического пол  ускор ющей электромагнитной волны, измен   индукцию продольного магнитного пол  согласно выражению R соЕ ( г fiof i - л;1 оГ лт| j где U3 - циклическа  частота высокочастотного пол ; q - зар д частицы; с - скорость света; . ,. относительна  фазова  скорость волны в волноводе; относительна  азимутальна  скорость частиц; Е - энерги  частиц; Е - энерги  поко .

Description

Изобретение относитс  к област ускорительной техники и может быть использовано дл  создани  ускорителей электронов. Известны высоковольтньш способ ускорени  зар женных частиц заключающийс  в том, что между двум  электродами создают разность потенциалов и -инжектируют частицы нэ источ ника зар женных частиц, раоголоженного на -ОДНОМ из электродов . Недос7.атком этого способа  вл етс  ограниченность выходной энергии зар женных, частиц, св занна  с трудност ми получени  высоких напр жений. Наиболее близким по .технической сущности  вл ете.;, способ ускорени  шучка зар женных частиц, основан ный на его резонансном взанмодейст-вии с электромагнитным полем бегущей волнь,, заключающийс  в инжекцг-и зар женных частиц Б волноводj в кото-ром возбуж,дены продольное магн-иЛ-ное поле и электромагннт а  волна типа Е, , где Ш; п. - соответственно число азрмутальных и радиалычых од|)и-аций тол  21 . Об1 ;ч ;:: длл Э;-их цапеи HcnojibsyKiT волноводы,. (агруж;-. замедл ющей структурой, иаприм;.- круглые диафрагмированные волново.п,ы.. Диафрагм ;, расположенные .и волнокоде; обеспечивают синхронность движенм . волны и частиц, фокусировка ко )орых осущест7з.л етс  продольньич магнитным полем. Недостатком этог-с слослэба .  вл ютс  вьгсокне rKJ-TtOH (зкоч.ас.тотной мощност 1 в стенках .диафрагмиро.ч:а:1 ного Еолноаода. Это св зано с теь/,. что поверхностьJ п.о которой протекают высокочастотные гоки, 1,меат большую величину Цель изобретени  - ,еньи;кние и,..--терь Еысокочастоткой мо-цности в С|--енкак волновода, Цель дocтvsгaeтcE тем,, что в к-звест .ном способе ускорени  пучка зар -женных частиц азимутальное движение чес-тйц синхронизируют с aa.vj-.jy ггшьнымизменением продоль}.;ого тсомпонемта электрического ускор ющей электромагнитной 1зо..пкы5 измен   п;-дукцию продолыюго MariiHTKoro пол  со.гласко выражению 4J L. I 1 in г qcSA Н V I.-. j гд ча то но со во ум во эл Е ва Е гд ви . но с  .Г гда то ро гд еD - циклическа  частота высокочастотного пол ; q - зар д частицы; с - скорость света; Зфр- относительна  фазова  скорость волны в волноводе; . р - относительна  азимутальна  скорость частиц; Е энерги  частиц; Е - энерги  поко . Такой способ ускорении зар женных стиц позвол ет увеличить КОД и шунвое сопротивление ускор ющего волвода за счет снижени  потерь вь кочастотной мощности в стенках лновода. Это достигаетс  путем еньшени  граничной поверхности лновода. Уравнение ;родольг ого -компонента ектрического поот  Оагуа;ей волны Е цилиндрических координатах записыетс  следующим образом: .. w3nif.Kj,pr)coe № (|еур , (ujl- ) J (1) есм ам} литуда ускор ющего ;;ол ; J ,v, функци  Бессел  пор дка т; Kj,,j - iiorsepeiHoe волнсвох; число; - прп.цольное волновое число Записыва  соа га i-f з ког ашексн§м де, получим два компонента продольго ао.п , один из которых выражаетформулой ,и,)1 . ) Ес.ли угол измен етс  но закону О-at. О состветс гйует частице,, вращаюйс  sioKpyr оси Еолновода с частой о&ргицег-ги  и то фаэоы то скость .волнь можно определить по форQ I , .. : . mm . , .. 4 :i -7:rJ Vi -7rb (е ;„ фаз;: ла  скорость замедлен ной волны; Vfn,- у У J о ij а   скорость н ол н ы в БО.ЧНОэОДЯ О, iaciOta G pat eitHK частиц Таким образом, частица, вращающа с  в волноводе, видит электрома нитную волну замедленной. Из соотношени  (4.) видно, что фазова  ско рость замедленной волны V в гладк волноводе при определенном соотношении частот и числа азимутальных вариаций пол  может стать меньше скорости света. Поэтому гладкий волновод можно использовать дл  ускорени  частиц полем бегущей, вол ны с фазовой скоростью, большей ск рости света. Нагружа  волновод диа фрагмами или другими устройствами можно предварительно уменьшить фазовую скорость волны в волноводе .Уф , при этом соответственно будет уменьша.тьс  фазова  скорость замед ленной волны. Мен   величину индук магнитного пол , и, следовательно, частоту обращени  зар женных частиц и можно также измен ть фазовую скорость волны. Зависимость индукции магнитного пол  вдоль оси волновода от параметров ускор ющей системы и энергии частиц можно най ти из равенства фазовой скорости волны и продольной скорости частиц Vl- l-f-Pir) Индукци  магнитного пол  равна «,-t( -;;HWТаким образом, если индукци  магнитного пол  вдоль оси волновода будет измен тьс  в соответствии с этой формулой, частицы будут двигатьс  синхронно с бегущей волной. Угол между направлением скорост частиц и ее азимутального компонен та выражаетс  формулой V f. 5 e.qra.-где Tjj - радиус движени  частиц. Процесс ускорени  выгл дит следующим образом; частицы, ускор  сь продольным компонентом электрического пол , двигаютс  по азимуту одновременно с перемещением волны вдоль оси волновода. Частота обращени  частиц выбрана такой, что они, двига сь по азимуту, выход т из области, в которую приходит волна, имеюща  тормоз щее направление продольного компонента электрического пол , и вход т в область, где направление пол  ускор ющее, На чертеже изображена ускор юща  система, предназначенна  дл  ускорени  электронов по предлагаемому способу. Система состоит из цилиндрического гладкого волновода 1, помещенного в соленоид 2, ось которого параллельна оси волновода и смещена на рассто ние, меньшее радиуса волновода . Ось инжектора 3 параллельна оси волновода. Волновод 1 возбуждают на волне Е с азимутальными вариаци ми ПОЛЯ И через отверстие в торцовой стенке в него инжекцируют пучок электронов, выход щий из инжектора 3 и двигающийс  по спирали под действием магнитного пол  соленоида 2, Подбором плотности витков соленоида вдоль волновода добиваютс  изменени  индукции магнитного пол  соленоида в зависимости от конечной энергии ускор емых электронов по формуле (6), Конкретные примеры осуществлени  способа ускорени  при различных значени х азимутальной составл ющей скорости (различные значени  энергии инжекции при разных величинах смещени  оси медного волновода относительно оси соленоида) при одном и том же законе изменени  индукции магнитного пол  приведены в таблице. Как видно из таблицы,, коэффициент затухани  дл  различных типов ускорителей имеет один и тот же пор док и колеблетс  в пределах от 1,6-10 до 5,110 1/М, что на пор док меньше , чем в существующих ускорител х с диафрагмированным волноводом и осевым ускорением зар женных частиц. Возбуждение магнитного пол  по заданному закону (6) обеспечивает синхронное азимутальное движение частиц с. азимутальным изменением продольной составл ющей электрического пол  и позвол ет достить той е энергии при меньших потер х ощности.

Claims (1)

  1. СПОСОБ УСКОРЕНИЯ ПУЧКА ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ, основанный на его резонансном взаимодействии с электромагнитным полем бегущей волны, заключающийся в инжекции заряженных частиц в волновод, в котором возбуждают продольное магнитное поле и электромагнитную волну типа Emn, где ш, η - число соответственно азимутальных и радиальных вариаций поля, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь высокочастотной мощности в стенках волновода, азимутальное движение частиц синхронизируют с азимутальным изменением продольного компонента электрического поля ускоряющей электромагнитной волны, изменяя индукцию продольного магнитного поля согласно выражению где ω - циклическая частота высокочастотного поля;
    q - заряд частицы;
    с - скорость света;
    /5φβ~ относительная фазовая скорость волны в волноводе;
    - относительная азимутальная скорость частиц;
    Е - энергия частиц;
    Е - энергия покоя.
SU833587789A 1983-05-04 1983-05-04 Способ ускорени пучка зар женных частиц SU1135420A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833587789A SU1135420A1 (ru) 1983-05-04 1983-05-04 Способ ускорени пучка зар женных частиц

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833587789A SU1135420A1 (ru) 1983-05-04 1983-05-04 Способ ускорени пучка зар женных частиц

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1135420A1 true SU1135420A1 (ru) 1985-08-15

Family

ID=21062174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833587789A SU1135420A1 (ru) 1983-05-04 1983-05-04 Способ ускорени пучка зар женных частиц

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1135420A1 (ru)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Лебедев А.И. и Шальнов А.В Основы физики и техники ускорителей. М., Энергоиэдат, т.1, 1981,, с. 26-28. 2. Вальднер О,А. и др. Линейные ускорители. Г., 1970, Атомиздат, с. 62-68 (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Slater The design of linear accelerators
Ramo The electronic-wave theory of velocity-modulation tubes
DE1003287B (de) Generator zur Erzeugung von elektromagnetischen Schwingungen sehr hoher Frequenz
SU1135420A1 (ru) Способ ускорени пучка зар женных частиц
Nishida et al. New acceleration mechanism of electrons by an electromagnetic wave in a weakly magnetized plasma
US3457450A (en) High frequency electron discharge device
US4757203A (en) Apparatus for isotope separation or mass analysis by a magnetic field
WO1989005565A1 (en) Charged particle accelerator and cooling method for charged particle beam
Makinson et al. Dipole resonant modes of an ionized gas column
Nagata et al. Behaviour of compact toroid injected into an external magnetic field
CA1208365A (en) Electron tube with transverse cyclotron interaction
US4019088A (en) Electrovacuum SHF apparatus
US6576127B1 (en) Ponderomotive force plug for a plasma mass filter
Lashinsky Čerenkov Radiation from Extended Electron Beams Near a Medium of Complex Index of Refraction
EP0434933B1 (de) Einrichtung für die Erzeugung eines Plasmas durch Mikrowellen
US2830222A (en) Apparatus for imparting high energy to charged particles
SU917672A1 (ru) Способ коллективного ускорени ионов
Phillips Microwave separator for high energy particle beams
DE4034450A1 (de) Einrichtung fuer die erzeugung eines plasmas durch mikrowellen
Balakirev et al. Dispersion properties of the dielectric wavеguide for acceleration electrons by the wakefield of laser pulse
SU701493A1 (ru) Способ многооблолтной инжекции зар женных частиц
SU782721A1 (ru) Способ ускорени зар женных частиц
RU2105815C1 (ru) Способ отбора биологических проб из потока частиц
SU446244A1 (ru) Способ ускорени зар женных частиц
Onishchenko et al. Acceleration of electrons by wake fields of a regular train of bunches in a dielectric waveguide of finite length