SU733501A1 - Входное устройство линейного ускорител зар женных частиц - Google Patents

Description

(5) ВХОДНОЕ УСТРОЙСТВО ЛИНЕЙНОГО УСКОРИТЕЛЯ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

1

Изобретение относитс  к ускорительной технике и может испол-ьзоватьс  при разработке СВЧ-инжекторов и группирователей линейных ускорителей зар женных частиц.

Известен группирователь-ускоритель электронов , содержащий два модулирующих резонатора с параметрами группировки и 1,5-2,0 соответственно и пролетную трубку.

Известен линейный ускоритель с предгруппирователем 2. Предгруппирователь состоит из двух резонаторов с различными рабочими частотами .

Известна система инжекции { 3 1. обеспечивающа  минимальный разброс энергий электронов, выход щих из ускорител . Система инжекции состоит из пушки, группирующего резонатора, ускор ющего резонатора и ускор ющего волновода.

К недостаткам описанных устройств относ тс  необходимость предварительного ускорени  перед группировкой , наличие двух СВЧ-резонаторов с подвод щими трактами, необходимость обеспечени  дрейфовых промежутков дл  преобразовани  модул ции электронного пучка по скорости в модул цию по плотности, а также применение фокусирующих систем и, как следствие, дополнительные затраты СВЧ-энер -ии,

,р увеличение габаритов и конструктивное усложнение установок.

Наиболее близким к предложенному техническому решению  вл етс  устройство дл  инжекции электронов и ввода

,5 высокочастотной энергии , выполненное в виде резонаторного трансформатора типа волны (ТТВ), вход которого соединен с генератором ВЧ-энергии, выхбд - с ускор ющей

20 секцией через щель св зи на передней торцевой стенке на некотором рассто нии от оси, а на задней торцевой стенке в запредельном круглом волноводе установлен эмиттер. На передней стенке на оси резонатора ТТВ в пролетной трубке отверстие зат нуто сеткой дл  увеличени  напр женности электрического пол .

Недостатки известного устройства заключаютс  в расположении эмиттера в запредельном круглом волноводе, наличии пролетной трубки, что увеличивает габариты, требует дополнительной фокусирующей системы, так как эмиттированный пучок электронов  вл етс  расход щимс .

Цель изобретени  - увеличение захвата частиц в режиме ускорени , уменьшение ширины энергетического спектра пучка ,и сокращение габаритов устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в предложенном входном устройст ве линейного ускорител  зар женных частиц катодный узел выполнен в виде цилиндрического резонатора, соосного с трансформатором типа волны и имеющего св зь с внешним коаксиальным резонатором через кольцевую проточку со стороны ускор ющей секции, а коаксиальный резонатор имеет кольцевую проточку в торцевой стенке на рассто нии среднего радиуса от оси системы. Кроме того, ТТВ может быть выполнен в виде двух цилиндрических резонаторов с общим отверстием св зи на оси системы.

На фиг. схематично изображено входное устройство линейного ускорител  зар женных частиц в виде ТТВ-инжектора , состо щего из двух резона .торов; на фиг. 2 - ТТВ-инжектор, состо щий из трех резонаторов.

Входное устройство (фиг. 1) содежит катодный узел 1 с эмиттером 2, внешний коаксиальный резонатор 3 цилиндрический резонатор k катодного узла, ускор ющую секцию 5 волновод 6 пр моугольного сечени  с отверстием св зи 7 и две проточки 8, продольную и радиальную.

Во входном устройстве, приведенном на фиг. 2, имеетс  дополнительный цилиндрический резонатор 9, через который осуществл етс  ввод ВЧ-энергии от автогенератора.

Устройство работает следующим образом .

ВЧ-энергии через волновод 6 и отверстие св зи 7 поступает во внешний коаксиальный резонатор 3 (фиг. 1 и через радиальную проточку 8 - в цилиндрический резонатор Ц катодноГО узла 1. На катодный узе-: подаетс  посто нное напр жение. При этом катодный узел и передн   стенка ТТВ образуют по посто нному напр жению двухэлектродную пушку системы Треневой , формирующую сход щийс  электронный поток. Совместное действие посто нного электрического пол  и высокочастотного электромагнитного пол  резонатора k, работающего на колебани х вида ,, приводит не только к ускорению, но и к группировке электронов. Группировка происходит в области, близко расположенной к эмиттеру, и в дальнейшем электронные сгустки скольз т относительно фазы электромагнитного пол , ускор  сь посто нным напр жением до входа в ускор ющую секцию 5; где ускорение и дальнейша  группировка осуществл ютс  только полем ВЧ-волны. В торцевой стенке внешнего коаксиального резонатора на рассто нии среднего радиуса выполнена кольцева  проточка дл  обеспечени  подачи отрицательного напр жени  на катодный узел, котора  представл ет собой запредельный коаксиальный волновод и преп тствует излучению ВЧ-энергии. Возможен ввод ВЧ-энергии через дополнительный цилиндрический резонатор 9 работающий на колебани х вида Е (фиг. 2).

Таким образом, входное устройство позвол ет совместить в одном узле входной ТТВ и инжектор с предварительной ВЧ-группировкой пучка. Расчеты показывают, что коэффициент группировки равен 2,5 дл  60% частиц . При этом энергетический спектр имеет ширину на входе в ускор ющую секцию 0, в зависимости от величины поданного посто нного напр жени  на катодный узел; фазу влета, измен ющуюс  в пределах 27f , и сгустки с фазовым углом ± 0,27t дл  60 частиц. Это позвол ет увеличить коэффициент захвата частиц в режиме ускорени  и значительно умёньшит ширину энергетического спектра пучка и сократить габариты устройства. По вл етс  возможность регулировать фазу влета в ускр ющую секцию посто нным напр жением, подаваемым на катодный узел, что значительно упрощает ВЧ-тракт и габариты входного устройства.

Таким образом, входное устройство выполн ет две функции:  вл етс 

трансформатором типаволны и инжектором электронов. Входное устройство может найти широкое применение в ускорител х зар женных частиц, обеспечивающих моноэнергетичность пучка, большой захват, малый фазовой угол и т.д.

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   1, Входное устройство линейного ускорител  зар женных частиц выполненное в виде резонаторного трансформатора типа волны, вход которого соединен с генератором высокочастотной энергии, выход - с ускор ющей секцией, а на задней торцевой стенке установлен эмиттер, отличаю щ е е с   тем, что, с целью увеличени  захвата частиц в режиме ускорени , уменьшени  ширины энергетического спектра пучка и сокращени  габаритов устройства, катодный узел

   335016

   выполнен в виде цилиндрического резонатора , соосного с трансформатором типа волны и имеющего св зь с внешним коаксиальным резонатором 5 через кольцевую проточку со стороны ускор ющей секции, а коаксиальный резонатор имеет кольцевую проточку в торцевой стенке на рассто нии среднего радиуса от оси системы. 10 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что трансформатор типа волны выполнен в виде двух цилиндрических резонаторов с общим отверстием св зи на оси системы. 5 Источники информации,

   прин тые во внимание при экспертизе

   . Патент США № 33331 2, Н 05 Н 7/00, опублик. 1967.
2. 2.Патент Франции № 2070322, 20 Н 05 Н 7/00,,1969.
3. 3.Патент США № 2813996, Н 05 Н 7/00, 1957.

   t. Патент США № 3229711, Н 05 Н 7/00, 1966 (прототип).