SU656243A2 - Accelerating system of ion linear accelerator - Google Patents

Accelerating system of ion linear accelerator Download PDF

Info

Publication number
SU656243A2
SU656243A2 SU762375094A SU2375094A SU656243A2 SU 656243 A2 SU656243 A2 SU 656243A2 SU 762375094 A SU762375094 A SU 762375094A SU 2375094 A SU2375094 A SU 2375094A SU 656243 A2 SU656243 A2 SU 656243A2
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
accelerating system
accelerating
screen
resonator
electron
Prior art date
Application number
SU762375094A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
И.Г. Мальцев
В.А. Тепляков
Original Assignee
Предприятие П/Я М-5631
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 М-5631 filed Critical Предприятие П/Я М-5631
Priority to SU762375094A priority Critical patent/SU656243A2/en
Application granted granted Critical
Publication of SU656243A2 publication Critical patent/SU656243A2/en

Links

Landscapes

  • Particle Accelerators (AREA)

Abstract

УСКОРЯЮЩАЯ СИСТЕМА ЛИНЕЙНОГО УСКОРИТЕЛЯ ИОНОВ по авт.св. № 202362, отличающа с  тем, что, с целью повышени  эффективности возбуж-гДани  ускор ющей системы, во внешней трубе-экране ускор ющей системы вдоль ее длины установлена система отсечки ленточного пучка электронов, на внутренней трубе-резонирующей камере установлены коллекторы дл  приема электронных сгустков, а с внешней стороны экрана ускор ющей системы ко- аксиально с ним размещен входной резонатор, на резонирующей поверхности которого установлены электронные пущ- ки с ленточными катодами.// }0 7 /7LI.'13(Осо^ елрN94^:АдACCELERATING SYSTEM OF THE LINEAR ION ACCELERATOR auth. No. 202362, characterized in that, in order to increase the efficiency of the excitation system of the accelerating system, in the outer pipe-screen of the accelerating system along its length there is a system for cutting off the ribbon electron beam, collectors for receiving electron bunches are installed on the inner pipe-resonating chamber and on the outer side of the screen of the accelerating system an input resonator is placed coaxially with it, on the resonating surface of which there are electronic starters with ribbon cathodes. //} 0 7 / 7LI.'13 (OO ^ elRN94 ^: Hell

Description

Изобретение относитс  к ускорительной техникеS в частности, к системам ВЧ питани  ускорителей, Изве.стна ускор юща  система линей ного ускЪрител  ионов с фокусировкой ВЧ-ускор ющим полем, котора  состоит из резонатора с волной магнитного ти па, нагруженного ускор ющими электро дами с рогами. . Зта система малогабаритна, проста конструктивно и имеет посто нное рас пределение -напр жени  по всем ускор  щим зазорам. Рабоча  длина волны такой системы как и системы Альвареца лежит в метровом диапазоне. Недостатком системы  вл етс  низка  эффективность возбуждени . Цель предлагаемого изобретени  повьппение эффективности возбуждени  .ускор ющей системы. Дли этого во внешней трубе-экране ускор ющей системы вдоль ее длины установлена система отсечки ленточного пучка электронов, на внутренней трубе-резонирующей камере установлеHbi коллекторы дл  приема электронных сгустков, а с внешней стороны экрана ускор ющей системы коаксиально с ним размещен входной резонатор, на pesoнирующей поверхности которого устано . лены электронные пушки с ленточными ка одамИг На фиго 1 изображен общий вид предлагаемой системы возбзждени на фиго 2 - то же 5 поперечный разрез Предлагаема  система возбуждени  содержит резонатор ускорител j двухтактн /ю систему формировани  электронных сгустков и симметричный входной резонатор ВЧ усилител о Резонатор ускорител  состоит из коаксиальных труб, внутренней 1 и внешней 2, Внутренн   труба 1 имеет по образующей щель л в которой расположена /окор ющие электродьь, пр чем нечетные электроды 3 укреплены поочередно к противополож1-{ым кра м щели, а четные 4 с помощью ножек 5 к внутренней стенке трубы в точках , диа1 етрально противоположных щели Внутренн   труба 1 установлена во внешней трубе 2 на диэлектрической подставке 5, расположенной вдоль ликии закрегшеки  ножек 5. Двухтактна  система формировани  электронных сгустков состоит из двух одинаковых дрейфовых промежутков и электронных пушек с ленточными ка одами . Каждый дрейфовый промежуток содержит металлический короб 7 с двум  поперечными металлическими пластинами 8 внутри и помещен в пр моугольньй металлический экран 9 вместе с соосной магнитной системой-10 Сами же экраны 9 помещены в два одинаковых пр моугольных окна, имеющихс  на боковой поверхности внешней трубы 2, симметрично относительно щели внутренней трубы t, причем продольна  ось каждого короба 7 перпендикул рна боковой поверхности внутренней трубы 1. На боковой поверхности внутренней трубы 1, вдоль ее образуюпщх, напротив выходного торца каждого из экрана 9 и соосно с каждым из коробов 7 установлены два п. оских коллектора 11электронного тока, кажда Й из которых вместе с выходным торцом соответствующего экрана 9 образуют плоский выхрдной ВЧ-зазор усилител . Снаружи внешннй трубки 2, напротив входного торца каждого из экранов 9 расположена электронна  пушка, содержаща  полый пр моугольный анод 12с размещенным внутри него ленточным катодом 13 и плоским фокусирующим электродом 14, причем ось электронной пушки расположена под углом к оси магнитной систег- Ы 10„ Одна из поверхностей каж,чого из анодов 12 вместе с входным торцом каждого из экранов 9 образуют плоский ВЧ зазор входного резонатора усили тел  Аноды 12 закреплены на концах центрального проводника 15 входного резонатора ВЧ-усилител р который вы- . полне  в виде части поверхности цилиндра , соосного внешней трубе 2, и установлек на нарзгашой поверхностк трубы 2 со стороны щели с ускор ющими электродами и симметрично относительно нее о Внешн   труба 2 и здентралькый проводник И, содержащий диэлектрическую гшощадку 16,, установлены на метаггаических подставках 17 внутри варсуумной трубы-контейнера 18,замк- нутого с торцом днищa ги 19 Над ускор ющими электродами 3 и 4 установлен плоский металлический экран 20 закрепленный на четных элект родах 4 с помощью ножек 21 и исклю- 6 чающий возможное отклонение ускор емого пучка ионов под действием посто нного коллекторного напр жени , приложенного к внутренней трубе 1 и подведенного от источника положитель ного напр жени , который подключен к области узла электрического ВЧ-пол , резонатора ускорител  в месте расположени  диэлектрической подставки 6. Входной резонатор ВЧ-усилител  об разован центральным проводником 15 вместе с полостью между коаксиальными трубами 2, 18, замкнутой по образующим этих труб металлическими подставками 17, Входной резонатор усилител  имеет поперечную составл ющую электрического пол  с поперечным распределением , близким к полуволновому и равномерным в продольном направлении. Пучности электрического пол  расположены в области входных модулирзто щих зазоров, а узел - в области диэлектрической подставки 16. Магнитное поле резонатора направлено вдоль резонатора с силовыми лини ми, охватывающими центральный проводник, а в поперечном сечении имеет пучность в области диэлектрической подставки 16. Источник посто нного анодного напр жени  электронных пушек подключен к центральному проводнику 15 в месте расположени  диэлектрической подставки 16, здесь же ввод тс  напр же ние канала катодов пушек, напр жение фокусирующих электродов и напр жение катодных смещений. Внешнее возбуждение входного резо натора ВЧ-усилител  может быть осуществлено индуктивной петлей св зи, введенной через трубу-контейнер 18 в области диэлектрической подставки 16 Предлагаема  система работает следующим образом. . Ленточный пучок, поступаюпщй в ка каждый ВЧ-зазор входного резонатора из электронной пушки, модулируетс  здесь по продольной скорости и тормозитс  до потенциала, близкого к катодному, а далее под заданным углом поступает в дрейфовый промежуток с однородным продольным магнитным полем, где пучоК: в целом совершает поперечные колебани  с длиной волны, измен ющейс  по закону входного моду лирзпощего- ВЧг-напр жени . При заданных значени х продольной скорости и угла влета пучка на входе дрейфового промежутка и выбранном значении продольного магнитного пол  амплитуда поперечных колебаний пучка остаетс  посто нной вдоль длины пролетного пространства, а мгновенное поперечное отклонение частиц пучка в выбранном сечении пролетного пространства при заданной глубине модул ции определ етс  только фазой модулирующего напр жени  и измен етс  во врем  по закону модулирующего напр жени . Две пластины заданной высоты,.установленные в заданном сечении дрейфового промежутка поперек магнитного пол , осуществл ют сортировку частиц пучка по фазам. Частицы, имеющие в сечени х пластин мгновенные отклонени  больше, чем высота пластин, проход т за пластины , а остальные высаживаютс  на них. Таким образом за пластиной, расположенной на выходе дрейфового промежутка , формируютс  узкие сгустки электронов с фазовым центром вокруг частиц, имеющих одно из значений максимального мгновенного отклонени  на- периоде модулирующего ВЧ-напр жени  и равное амплитуде- поперечных колебаний пучка. Далее последовательность сгустков с периодом следовани , равным периоду модулирующего напр жени , поступает в выходной ВЧ-зазор, где сгустки ускор ютс  в поле посто нного коллекторного напр жени  и осуществл ют передачу энергии резонатору ускорител , возб-ужда  ускор ющее ВЧ-напр жение на щели внутренней трубы резонатора . Каждый из ВЧ-зазоров входного резонатора возбуждаетс  противофазно, поэтому последовательности электронных сгустков, поступающие в каждый из выходных ВЧ-зазоров, также проти- вофазны, что обеспечивает двухтактное возбуждение симметричного резонатора ускорител . Совмещение системы формировани  электронных сгустков и входного резонатора ВЧ-усилител  в одном объеме с резонатором ускорител  включает из системы возбуждени  резонатор ВЧ-усилител , линии и узлы св зи и обеспечивает распределенное возбужThe invention relates to accelerator technology, in particular, to RF systems for accelerators, the known acceleration system of a linear ion accelerator with focusing on an RF accelerating field, which consists of a resonator with a magnetic wave loaded with accelerating electrodes with horns. . This system is small-sized, structurally simple and has a constant distribution — voltage across all accelerating gaps. The working wavelength of such a system as the Alvarts system lies in the meter range. The disadvantage of the system is low excitation efficiency. The aim of the invention is to increase the efficiency of the accelerating system. To do this, in the outer tube of the accelerating system along its length there is a system for cutting off the ribbon electron beam, on the inner tube of the resonating chamber there are Hbi collectors for receiving electronic bunches, and on the outer side of the screen of the accelerating system an input resonator is placed coaxially whose surface is fixed. lenses electron guns with ribbons cDam fig 1 shows a general view of the proposed excitation system in fig 2 - the same 5 cross section the excitation system proposed contains a resonator of an accelerator j a push-pull / electron cluster formation and a symmetrical input resonator of the high frequency amplifier The accelerator resonator consists coaxial pipes, inner 1 and outer 2, the inner pipe 1 has along its forming gap where the charging electrode is located, otherwise the odd electrodes 3 are fixed alternately to the opposite ends W1- {th edges of the slit, and even 4 with legs 5 to the inner wall of the pipe at points diametrically opposite slits The inner pipe 1 is installed in the outer pipe 2 on the dielectric stand 5 located along the face of the cracked legs 5. Electronic push-pull system bunches consists of two identical drift gaps and electron guns with ribbon codes. Each drift gap contains a metal box 7 with two transverse metal plates 8 inside and is placed in a rectangular metal screen 9 together with a coaxial magnetic system-10. The screens 9 themselves are placed in two identical rectangular windows located on the lateral surface of the outer pipe 2, symmetrically relative to the slit of the inner tube t, with the longitudinal axis of each duct 7 perpendicular to the side surface of the inner tube 1. On the side surface of the inner tube 1, along its core, opposite the exit The ends of each screen 9 and coaxially with each of the boxes 7 are installed two sections of axial collectors of elec- tronic current, each of which together with the output end of the corresponding screen 9 form a flat high-frequency RF clearance amplifier. Outside the outer tube 2, opposite the input end of each of the screens 9 is an electron gun containing a hollow rectangular anode 12c with a tape cathode 13 and a flat focusing electrode 14 placed inside it, with the axis of the electron gun at an angle to the axis of the magnetic system 10 Одна One From the surfaces of each of the anodes 12, together with the input end of each of the screens 9, they form a flat high-frequency gap of the input resonator of the amplifiers. The anodes 12 are fixed at the ends of the central conductor 15 of the input resonator You are a first. fuller as a part of the cylinder surface coaxially with the outer tube 2, and installed on the narrow surface of the pipe 2 from the side of the slot with accelerating electrodes and symmetrically with respect to it the outer tube 2 and the central conductor AND containing the dielectric plate 16, are installed on the metaggic supports inside the varsuumn tube-container 18, which is closed with the end of the bottom 19; Accelerating electrodes 3 and 4 have a flat metal screen 20 fixed on even electrodes 4 with the help of legs 21 that exclude the possible the deviation of the accelerated ion beam under the action of a constant collector voltage applied to the inner pipe 1 and supplied from a source of positive voltage, which is connected to the area of the electric RF-node assembly of the accelerator cavity at the location of the dielectric stand 6. the amplifier is formed by the central conductor 15 together with the cavity between the coaxial tubes 2, 18, which are closed by metal supports 17 forming the tubes of these tubes. The input resonator of the amplifier has a transverse allowed guide transverse electric field distribution close to the half-wave and uniform in the longitudinal direction. The electric field is located in the area of the input moduli gaps, and the node is located in the area of the dielectric stand 16. The magnetic field of the resonator is directed along the resonator with power lines covering the central conductor, and in cross section it has an antinode in the area of the dielectric stand 16. The source of constant The anode voltage of the electron guns is connected to the center conductor 15 at the location of the dielectric stand 16, and the voltage of the channel of the cathodes of the guns is introduced, the focus voltage electrodes and cathode voltage. External excitation of the input resonator of the RF amplifier can be performed by an inductive loop of communication inserted through the tube-container 18 in the area of the dielectric stand 16 The proposed system works as follows. . The tape beam arriving at each high-frequency gap of the input resonator from an electron gun is modulated here by the longitudinal velocity and decelerates to a potential close to the cathode one, and then at a given angle enters the drift gap with a uniform longitudinal magnetic field, where the beam K: overall It performs transverse oscillations with a wavelength varying according to the law of the input mode of the transverse-hfg voltage. For given values of the longitudinal velocity and angle of entry of the beam at the entrance of the drift gap and the chosen value of the longitudinal magnetic field, the amplitude of the transverse oscillations of the beam remains constant along the length of the transit space and the instantaneous transverse deflection of the beam particles in the selected cross section of the transit space for a given modulation depth is determined only the phase of the modulating voltage and changes during the time according to the law of the modulating voltage. Two plates of a given height, set at a given cross section of the drift gap across the magnetic field, carry out the sorting of the beam particles in phases. Particles having instantaneous deflections in the cross sections of the plates larger than the height of the plates pass behind the plates, and the rest are planted on them. Thus, behind a plate located at the exit of the drift gap, narrow bunches of electrons are formed with a phase center around particles having one of the values of the maximum instantaneous deflection during the modulating RF voltage and equal to the amplitude of the transverse oscillations of the beam. Next, a sequence of bunches with a follow-up period equal to the modulating voltage period enters the output RF-gap, where the bunches are accelerated in the field of a constant collector voltage and transfer energy to the accelerator resonator, excitement of the accelerating RF voltage on the slit internal tube resonator. Each of the high-frequency gaps of the input resonator is excited in antiphase, therefore the sequences of electron bunches entering each of the output high-frequency gaps are also counterphase, which provides a two-stroke excitation of the symmetric accelerator resonator. Combining the electron bunching system and the input resonator, the RF amplifier in the same volume as the accelerator cavity includes from the excitation system a RF amplifier, lines and communication nodes, and provides distributed excitation

Claims (1)

УСКОРЯЮЩАЯ СИСТЕМА ЛИНЕЙНОГО УСКОРИТЕЛЯ ИОНОВ по авт.св. № 202362, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности возбуж->- дения ускоряющей системы, во внешней трубе-экране ускоряющей системы вдоль ее длины установлена система отсечки ленточного пучка электронов, на внутренней трубе-резонирующей камере установлены коллекторы для приема электронных сгустков, а с ннешней стороны экрана ускоряющей системы коаксиально с ним размещен входной резонатор, на резонирующей поверхности которого установлены электронные пушки с ленточными катодами.ACCELERATING SYSTEM OF LINEAR ION ACCELERATOR No. 202362, characterized in that, in order to increase the efficiency of excitation -> - acceleration of the accelerating system, in the outer tube-screen of the accelerating system along its length a cut-off system of the electron beam is installed, collectors for receiving electron bunches are installed on the inner tube-resonating chamber, and on the outside of the screen of the accelerating system, an input resonator is placed coaxially with it, on the resonating surface of which electron guns with tape cathodes are installed. $$ SU П1,- 656243SU P1 , - 656243
SU762375094A 1976-06-23 1976-06-23 Accelerating system of ion linear accelerator SU656243A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU762375094A SU656243A2 (en) 1976-06-23 1976-06-23 Accelerating system of ion linear accelerator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU762375094A SU656243A2 (en) 1976-06-23 1976-06-23 Accelerating system of ion linear accelerator

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU202362 Addition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU656243A2 true SU656243A2 (en) 1988-04-23

Family

ID=20666587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU762375094A SU656243A2 (en) 1976-06-23 1976-06-23 Accelerating system of ion linear accelerator

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU656243A2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР№ 202362, кл. Н 05 Н 7/00, 1967°. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2687490A (en) High-frequency beam tube device
US2312723A (en) Electron discharge device
US2880355A (en) Backward flow travelling wave oscillators
US2817045A (en) Electromagnetic wave generator
US2468152A (en) Ultra high frequency apparatus of the cavity resonator type
US2888597A (en) Travelling wave oscillator tubes
US2450026A (en) Thermionic device for use with wave guides
US2582186A (en) Apparatus for accelerating charged particles, especially electrons, to very high-velocity
US2392379A (en) High frequency electron discharge apparatus
US2407298A (en) Electron discharge apparatus
US5283534A (en) High frequency amplifying apparatus with a collector which has a periodic amplitude variable longitudinal magnetic field therein
SU656243A2 (en) Accelerating system of ion linear accelerator
US2855537A (en) Electron beam focusing
US2794146A (en) Ultra-high frequency amplifying tube
US3091719A (en) Microwave transducer
GB712565A (en) Improvements in or relating to travelling wave magnetron tubes
US3009078A (en) Low noise amplifier
US2500944A (en) High-frequency tube structure
GB729930A (en) Improvements in or relating to electron discharge devices
US3302053A (en) High efficiency transverse-field traveling wave tube having fast wave dissipative coupler between interaction circuit and collector for decelerating electrons
US3252104A (en) D.c. quadrupole structure for parametric amplifier
US2938139A (en) Velocity modulation tubes
US3027487A (en) Electron discharge devices of the traveling wave type
US3248597A (en) Multiple-beam klystron apparatus with periodic alternate capacitance loaded waveguide
US20020060521A1 (en) Apparatus for bunching relativistic electrons