SU357692A1

SU357692A1 - Инжектор линейного ускорителя

Info

Publication number: SU357692A1
Application number: SU1649164*7A
Authority: SU
Inventors: В. Н. Грмце гко Г. М. Иванов Л. А. Махненко И. А. Гришаев
Priority date: 1971-04-26
Filing date: 1971-04-26
Publication date: 1973-12-10

Description

Изобретение относитс к ускорительной технике , в частности, к конструкции инжекторов линейных ускорителей, в которых в качестве груипировател примен етс волноводна секпи .5 Известен инжектор, состо щий из расположенных на одной оси электронной пушки, устройства , формирующего импульс тока электронов по длительности, волиоводной группирующей секции, элементов управлени и изме- 10 рени параметров пучка. Такой инжектор позвол ет получать на выходе импульсы тока электронов в больщом диапазоне длительностей . Однако в известном инжекторе устройство, 15 формирующее импульсы тока по длительности, установлено перед группирующей секцией, поэтому при длительност х импульсов тока, электронов , меньщих либо сравнимых с длительностью переходпых процессов в группирующей 20 секции, электроны сформированного импульса тока группируютс в сгустки в переходном режиме работы группировател , что приводит к увеличению эффективной фазовой прот женности сгустков.25 При инжекции зар женных частиц в волноводные ускор ющие секции измен ютс амплитуда ускор ющего пол и дисперсионные свойства волновода, что существенно вли ет на режим груииировки электронов, т. е. на фа- зо зовые размеры и частоту следовани сгустков на выходе инжектора. При инжекции в группирующую секцию непрерывного пучка электронов посто нной интенсивности амплитуда ускор ющего пол измен етс за врем заполнени секции высокочастотной мощностью. Врем заполнени определ етс групповой скоростью ускор ющей волны в конкретной волноводпой структуре. Вли ние изменени амплитуды ускор ющего пол на выходные параметры пучка особенно существенно при длительност х импульсов тока, сравнимых с временем заполнени группирующей секции высокочастотной мощностью. Цель изобретени - получение на выходе инжектора импульсов тока зар женных частиц с посто нными фазовыми размерами и частотой следовани сгустков. Это достигаетс тем, что устройство, формирующее импульсы тока по длительности, устанавливают после группирующей секции. При таком расположении формирующего устройства в группирующей секции ускор ют импульсы тока максимально возможной длительности. Больща часть импульса тока группируетс в сгустки в стационарном режиме работы группировател . В дальиейщем из этой части импульса тока формируютс импульсы тока необходимой длительности. В этом случае сгустки в импульсе тока имеют посто нные фазовые размеры и частоту следовани .

Использование предлагаемого инжектора позвол ет облегчить эксплуатацию всего ускорител в целом и сделать его более универсальным . При работе ускорител с различными длительност ми импульсов тока уровень нагрузки группирующей секции ускор емым током не измен етс , следовательно, выходна фаза сгустков зар женных частиц с инжектора посто нна. Это исключает необходимость фазировани ускорител при изменении длительности импульсов тока ускор емых частиц.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого инжектора; на фиг. 2 - графики зависимости фазовой полуширины сгустков от времени запуска формирующих устройств относительно начала «длинного импульса тока; на фиг. 3 показан вклад нестационарного режима работы грунпировател в эффективную фазовую прот женность сгустков при различной длительности формируемых импульсов тока.

По вертикальной оси отложено отношение разности фазовых полуширин сгустков при различных услови х группировки к фазовой полуширине сгустков, сгруппированных в стационарном режиме работы группировател . По горизонтальной оси отложена длительность формируемого импульса тока электронов .

Предлагаемый инжектор линейного ускорител содержит диодную электронную пушку 1 (типа пушки Пирса) с анодным напр жением 80 KB, обеспечивающую ток в импульсе до 4 а при длительности импульса тока 2 мксек; устройство 2, формирующее импульсы тока по длительности перед группирующей секцией; группирующую волноводную секцию 3 длиной 83 см, обеспечивающую фазовую скорость волны , где с - скорость света, и групповую скорость волны ,04 с (врем заполнени секции в. ч. мощностью ,1 мксек, амплитуда ускор ющего нол 100 кв/см, рабоча частота Мгц); устройство 4, формирующее импульсы тока по длительности после группирующей секции.

Достоинство предлагаемого инжектора подтверждаетс при сравнении распределений зар дов по фазам в сгустках, сгруппированных в переходном и стационарном режимах работы группирующей секции.

В первом случае с помощью устройства 2 получали импульсы тока длительностью 0,1 мксек, что соответствовало длительности переходных процессов группируюн ей секции. Таким образом, группирующа секци работала только в переходном режиме и на выходе инжектора получали сгустки, сформированные в этом режиме. Во втором случае в группирующую секцию

инжектировались «длинные импульсы тока (,0 мксек). На выходе секции устройством 4 формировались импульсы тока также длительностью 0,1 мксек. Чтобы исключить ошибки, обусловленные частотно-фазовыми

пестабильност ми ускор ющей волны, фазовые размеры сгустков измер лись по всему «длинному импульсу тока. Крива а (фиг. 2) характеризует полуширину сгустков при работе группирующей секции в нестационарном режиме, крива б - в стационарном режиме. Разность фазовых размеров при различных услови х группировки электронов в сгустки характеризует вли ние нестационарного режима работы группировател на эффективную фазовую прот женность сгустков. Приимпульсном токе на входе группирующей секции 800 а значение эффективной фазовой ширины сгустков приблизительно вдвое меньше при формировании импульса тока по длительности после группирующей секции. При увеличении длительности формируемого импульса тока относительный вклад нестационарного режима работы группировател в эффективную фазовую прот женность сгустков уменьшаетс . Однако при длительност х импульсов, сравнимых с временем заполнени группировател , этот вклад довольно значителен..

Предмет изобретени

Инжектор линейного ускорител содержащий источник зар женных частиц, волноводную грунпирующую секцию и устройство, формирующее импульсы тока зар женных частиц

по длительности, отличающийс тем, что, с целью получени на выходе инжектора импульсов тока зар женных частиц с посто нными фазовыми размерами и частотой следовани сгустков, устройство, формирующее импульсы тока зар женных частиц по длительности , расположено после группирующей секции.

Д2 ОЛ 0.6 0,8 f,0 1,2

Фиг г

f С.2 5,3 0,4 S, Фиг. 3