SU322139A1

SU322139A1 - Charged particle accelerator

Info

Publication number: SU322139A1
Application number: SU1434607A
Authority: SU
Inventors: Е.Г. Пятнов; В.М. Светлов; Ю.В. Сушинин; И.С. Щедрин
Original assignee: Московский Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Физический Институт
Priority date: 1967-04-29
Filing date: 1967-04-29
Publication date: 1975-02-05

Description

Известны линейные ускорители зар женных частиц, дл фокусировки электронов в которых в основном используютс электромагнитные соленоиды, создающие посто нное магнитное поле вдоль оси ускорител , или квадрупольные линзы, создающие локальную сильную фокусировку.Linear accelerators of charged particles are known, in order to focus electrons in which electromagnetic solenoids are mainly used, which create a constant magnetic field along the accelerator axis, or quadrupole lenses that create local strong focusing.

Известны ускорители, где периодическое магнитное поле вдоль оси устройства создаетс посто нными кольцевыми магнитами с аксиальной намагниченностью. Будучи покрыты медью, эти магниты вместе с диафрагмами непосредственно составл ют диафрагмированный волновод ускорител .Accelerators are known, where a periodic magnetic field along the device axis is created by permanent ring magnets with axial magnetization. Coated with copper, these magnets, together with the diaphragms, directly constitute the diaphragmized waveguide of the accelerator.

Така конструкци трудно выполнима. Она требует высокой точности изготовлени кольцевых магнитов и тщательного моделировани всей системы. Кроме того, при изготовлении группирующей секции диафрагмированного волновода ускорител кольцевые магниты должны иметь разные размеры, что затрудн ет и удорожает их изготовление.Such a structure is difficult to implement. It requires high precision manufacturing of ring magnets and careful modeling of the entire system. In addition, when manufacturing the grouping section of a diaphragmed accelerator waveguide, the ring magnets must have different sizes, which makes them more difficult and expensive to manufacture.

Линейные ускорители с соленоидами дл фокусировки электронов отличают больщой вес и больщие радиальные размеры, потребление электрической энергии на питание, необходимость в воде или сжатом воздухе дл охлаждени и в стабилизации питани .Linear accelerators with solenoids for focusing electrons are distinguished by a large weight and large radial dimensions, the consumption of electrical energy for power, the need for water or compressed air for cooling and for stabilizing the power supply.

пакеты из кольцевых посто нных магнитов укреплены на кожухе ускор ющей системы.packages of annular permanent magnets are mounted on the casing of the accelerating system.

Система фокусировки представл ет собой периодическую структуру из установленных непосредственно на диафрагмированном волноводе кольцевых посто нных магнитов, создающих знакопеременное магнитное поле вдоль оси ускорител , что возможно вследствие малых габаритов линейных электронных ускорителей, например, X - диапазона.The focusing system is a periodic structure consisting of annular permanent magnets installed directly on a diaphragmed waveguide, creating an alternating magnetic field along the accelerator axis, which is possible due to the small dimensions of linear electron accelerators, for example, X - band.

На фиг. 1 изображен ускоритель; на фиг. 2 - распределение периодического магнитного пол вдоль оси ускорител ; на фиг. 3 - сечение пакета кольцевых магнитов.FIG. 1 shows an accelerator; in fig. 2 - distribution of a periodic magnetic field along the accelerator axis; in fig. 3 - cross section of a package of ring magnets.

Основным узлом линейного электронного ускорител вл етс медный диафрагмированный волновод 1, ко входному концу которого присоединен трансформатор 2 типа «волны, к которому крепитс источник электронов (инжектор) 3. Непосредственно на вод ную рубашку диафрагмированного волновода 4 насажены пакеты 5 и 6 из аксиально намагниченных кольцевых магнитов. Между пакетами установлены алюминиевые разрезные шайбы 7. Пол рность пакетов относительно друг друга и рассто ни между ними выбраны таким образом, что распределение периодического магнитного пол вдоль оси ускорител вл етс оптимальным дл получени хорошо сфокусированного пучка электронов на выходе ускорител . Пакеты набраны из кольцевых магнитов, обращенных друг к другу разноименными полюсами. Пакет 5 состоит из шести кольцевых магнитов, причем четыре из них из-за уплотн ющих фланцев 8 имеют внутренний и внешний диаметры больше, чем остальные . Каждый из пакетов 6 состоит из шести одинаковых кольцевых магнитов. Число магнитов в каждом пакете определ етс амплитудой магнитного пол , необходимой дл лучшей фокусировки электронного пучка в линейном ускорителе.The main node of the linear electron accelerator is a copper diaphragmed waveguide 1, to the input end of which a wave transformer 2 is connected, to which an electron source is attached (injector) 3. Directly onto the water jacket of the diaphragm waveguide 4 packages 5 and 6 of axially magnetized ring are mounted magnets. Aluminum split washers 7 are installed between the packages. The polarity of the packages relative to each other and the distances between them are chosen so that the distribution of the periodic magnetic field along the axis of the accelerator is optimal for obtaining a well-focused electron beam at the accelerator output. Packages are made of ring magnets, facing each other by opposite poles. Package 5 consists of six ring magnets, four of which, due to the sealing flanges 8, have an inner and outer diameter larger than the others. Each of the packages 6 consists of six identical ring magnets. The number of magnets in each packet is determined by the amplitude of the magnetic field required for better focusing of the electron beam in a linear accelerator.

Система фокусировки образует знакопеременное магнитное поле вдоль оси ускорител . Электронный пучок выводитс из ускорител хорошо сфокусированным.The focusing system forms an alternating magnetic field along the accelerator axis. The electron beam is well-focused out of the accelerator.

Линейные электронные ускорители Х-диапазона с использованием такой системы фокусировки электронов обладают малыми габаритами . Данна система может быть собрана из унифицированных кольцевых магнитов, которые выпускаютс промышленностью. Мен размеры кольцевых магнитов и число их в 3 2 (эрстед)X-band linear electron accelerators using such an electron focusing system are small in size. This system can be assembled from standardized ring magnets, which are commercially available. Mening sizes of ring magnets and their number in 3 2 (Oersted)

пакетах, почти все линейные электронные ускорители J-диапазона можно легко и просто обеспечить подобной фокусирующей системой. Данна система фокусировки характеризуетс высокой надежностью, безопасностью в эксплуатации, долговечностью, простотой выполнени и обслуживани . Она высокостабильна , что важно и в линейном ускорителе дл точного воспроизведени параметров пучка ускорепных электронов.packages, almost all J-band linear electron accelerators can be easily and simply provided with a similar focusing system. This focusing system is characterized by high reliability, safety in operation, durability, ease of implementation and maintenance. It is highly stable, which is also important in a linear accelerator for accurate reproduction of the parameters of the beam of accelerating electrons.

Предмет изобретени Subject invention

Линейный ускоритель зар женных частиц, содержащий ускор ющую систему и магнитную фокусирующую систему из аксиально намагниченных посто нных магнитов, в которой направление намагниченности мен етс на противоположное в каждом из последовательно расположенных пакетов, отличающийс тем, что, с целью повышени надежности и упрощени конструкции ускорител , пакеты из кольцевых посто нных магнитов укреплены на кожухе ускор ющей системы. (Риг.2A linear accelerator of charged particles containing an accelerating system and a magnetic focusing system of axially magnetized permanent magnets, in which the direction of magnetization is reversed in each of the successively arranged packets, characterized in that, in order to increase the reliability and simplify the design of the accelerator, packages of annular permanent magnets are mounted on the casing of the accelerating system. (Rig.2