Линейный ускоритель заряженных частиц

 

Изобретение относится к ускорительной технике, в частности к линейным ускорителям заряженных частиц. предназначенным для использования в ядерной физике, радиационной химии, активационном анализаторе, дефектоскопии , т.п. Целью изобретения является повышение КПД ускорителя. Ускоритель содержит инжектор 1, ускоряющую секцию 2, вход и выход которой соединены линией обратной связи с фазовращателем 3, направленный ответвитель 4, задающий генератор 6, усили- .тель 8 мощности, нагрузку 9. Дпя достижения цели в усилитель введены второй направленный ответвитель 5 и второй фазовращатель 7. При этом в течение переходного процесса установления поля вся СВЧ-мощность из усилителя поступает только в ускорянмцую секцию и КПД может быть увеличен в два раза. 1 ил. с $ W J &э Ьд ( СП се УУ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИ К

„„SU „„1329596

А1 (!11)g Н 05 Н 7/02

1 с «« . .5;,:„"::,, ;

J .„,;- Д г

- ° " « I

Г

; ), C!; +

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ГЮ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

Г1РИ ГКНТ СССР (21) 3906449/24-21 (22) 06. 06. 85 (46) 15.02,90. Бюл. У 6 (71) Иосковский инженерно-физический институт (72) Б.Ю. Богданович и А.П, Игнатьев (53) 621,384.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 794786, кл. Н 05 Н 7/02, 1982, Wang. Yang-ling, Research on Linear Accelerators with trave ling Vave

Resonators, IREE Trans on Nuclear

Science, NS-28, N 3, 1981. (54)ЛИНЕЙНЫЙ УСКОРИТЕЛЬ ЗАРЯЖЕННЫХ

ЧАСТИЦ (57) Изобретение относится к ускорительной технике, в частности к линейным ускорителям заряженных частиц, 2 предназначенным для использования в ядерной физике, радиационной химии, активационном анализаторе, дефектоскопии, т.п. Целью изобретения является повьппение КПД ускорителя. Ускоритель содержит инжектор 1, ускоряющую секцию 2, вход и выход которой соединены линией обратной связи с фазовращателем 3, направленный ответвитель 4, задающий генератор 6, усили.тель 8 мощности, нагрузку 9. Для достижения цели в усилитель введены второй направленный ответвитель 5 и второй фазовращатель 7. При этом в течение переходного процесса установления поля вся СВЧ-мощность из усилителя поступает только в ускоряющую секцию и КПД может быть увеличен в два раза. 1 ил.

j "329 96

К (2)

På):

ВЧ-мощность, отв»твляемая в нагрузку, составляет величину с

"-„=к, !.1>- к ; к,-к,, к.- :к,), (3) а мощность, .рассеиваемая в ускоряюц»й секции на омические потери, - 2 ))

Р=3., i,1 — 1 ), (4)

Е где P, = =- -- — мощность на входе

С )"

УскОРЯюшеи <»IIII-H хп — величина полного затухания

ВЧ-поля в резонаторе с бегущими волнами.

Из условия баланса мощности можно получить соотношение

2хп схема ускорителя-.

Ускоритель »одер)ы),т и)!я:ектор ускоряющу)о секцию 2. вход и выход которой соединены линией сбра:.1!Ой ",1 связи с фазоврящятелем 3, В ..:;-к

Обратной связи вкл10чены дв 8 EIi31i:. .- Я" ленных отв»твителя 4.. 5,: Вход H 1!pE! вленного Ответвителя 4 соединен с зядяницим Генератором б > ci Bll)E!:, .; чар »э д второй фазовращатель 7 со динен с вхсцОм усилителя 8 мОщности, ВыхОД разом, Импульс ВЧ-мешности ат Задающего генератора б поступает и« вход усп-. лителя 8 мощностп через ;;вправленный ответвитель 4 и фазо)3)ращатзль 7. „:.,:-ительность импульса зацающе.,:) ".à.E åpà-тора 1 должна быть больше либо равна времени заполнения у Е! Qpp,J)33»55 ции 2<, Выбор коэффици»нте в связи Е, К.напрявт1еиных ответвителей Осущест)3л)1у ловий максимальной 3»JIHHHны напряженности электриче;кvz О поля в ускорн)ощей секции в стационарном режиме и минимума "«-пря)кенчос .и элек-. трического полл в сог31ясовапиой на.грузке в период, накоплен.;»я з11! рги": полн в ускоряющей секции,, В стационарном режиме в ускоряю)цей с» EöèH знач ение няпря)ы анно сти электрического поля будет мак.HHa;!I но „-когда усили 1 ель ВЧ""мы)1цности р або

E тает в режиме максимальной выходнои мощности Р . При этом на вход усилителч мощности поступает ВЧ-моы1„ -)ость где 1 — мощность HG выходе ускоряюR 55

ЩЕй СЕКЦИИ В CTHÖIEÎEHIPÍOH РЕЖИМЕ, КОэффиЦиент усиления по мОшнОсти испОльзуемОГО чсилнт(Iля в э 1 О) 5 p»я" H""-ме составляет

Изобретение От))ОС итси к ускорительной техник», а имен11О к линейным ускорителям заряженных ч г!сти1\ пред

НЯЭНЯЧЕННЫМ ДЛЛ ИСПО;ХЬЭОНЯНИЯ В ЯД»Р ной физике, радияцио) ной химик,, «к . тивацион11ОМ анализа торе, дефектоскопии и т:,и.

Целью изОбре ения является повыше ние КПП ускорителя.

На чертеже приведена структурна.".-. усилителя мощности подкл)ачзн к вхо).:. напрявленнОГО Ответвителя з Оди)1 выход которого соедин»н с поглощающ»й согласованной нагрузкой =), а др той

СВЧ-входом ускоряющей секции

Ус Рт)ойсTBo работа» Г clip,;i,"1)o)i)H11 и учитывая выраэкения (l ) и (2)

Ko ° K )

=К К, (6)

P. режиме накопления энергии отсутствия ВЧ-поля в согласованной нагрузке можно добиться выбором К! и

К из условия

i! -K, Ê,-К.,! К5 1-1i =0, (7) где K — коэффициент усиления по мощности усилителя при мощности на вхоqe усилителя Р „ меньшей, чем в режиме максимальной входной мощности

- !5К „3 Е)к - 1 К

Следовательно, выбор коэффициентов связи K < и К можно осуществить, рея)ив совместно уравнения (6) и (7) подставив в них значения полного затухания в секции х„, и параметров, характеризую!цих у)-илитель мощности максимального усиления по мощности

К и коэффициента усиления по мощности К„, в режиме максимальной выходной

5ОЩНОС ТИ,, В течение переходного процесса установления поля вся высокочастотная мОщнОсть иэ усилителя ПОступяет тОлько в ускоря)кнцую секцию, КПД может быть увели«,:ен в двя раза. формула изобретения

Линейный ускоритель заряженных частиц, содержащий инжектор, резонатор с бегущими волнами, выполненный в виде ускоряющей секции, выход которой через фазоврящатель и направленСоставитель K. Громов

Редактор Т. Юрчикова Техред Л.Олийнык Корректор Л. Бескид

Тираж 661

Подписное

Заказ 501, ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 1 ный ответвитель соединен линией обратной связи с ее входом, и систему высокочастотного питания, включающую задающий генератор и усилитель мощности, подключенный к резонатору через направленный ответвитель, выходные плечи которого соединены с согласованной нагрузкой и высокочастотным входом ускоряющей секции соответственно, о т л и ч а ю щ и и " с я тем, что, с целью повьппения

КПД, в него введены второй направленный ответвитель и второй фазовращатель, выход первого фазовращателя соединен с первым входным плечом второго направленного ответвителя, его второе входное плечо соединено с задающим генератором, одно из выходных плеч через второй фаэовращатель сое329596 6 динено с входом усилителя мощности, а другое выходное плечо — с входным плечом первого направленного ответвителя, при этом коэффициенты связи направленных ответвителей K и К выбраны согласно следующим выражениям:

1 - УВ (gl-K к,-к,1K, l-к ) +

КоК . :к",к,-к,. к.. : к,-о, где К вЂ” коэффициент усиления по мощности усилителя;

15 К вЂ” максимальный коэффициент усиления по мощности усилителя мощности; хп — полное затухание высокочастотного поля в ускоряющей

20 секции.