Высокочастотная система синхроциклотрона

 

291655

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 02.Vill.1969 (рв 1354756/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Ч. Кл. H 05h 7/04

Н 05h 13/02

Комитет по делан изобретений и открытий при Совете Министрое

СССР

Опубликовано 10.Х11.1971. Б|оллетень М 1 за 1972

Дата опубликования описа.шя 10.111.1972

УДК 621.384.6(088.8) Авторы изобретения

Г. А. Зайтленок, Д. И. Егоров, И. Ф. Малышев, Ф. А. Розенкранц, И. М. Ройфе и Е. В. Середенко

Заявитель всесаюзнля

ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ СИСТЕМА СИ НХРОЦИКЛОТРОНА

Изобретение относится к устройствам, служащим для получения ускоряющего напряжения синхроциклотрона на большие энергии ускоренных протонов.

Известно, что высокочастотная система синхроциклотрона необходима для получения ускоряющего электрического поля, создаваемого между дуантом и камерой. При этом с повышением энергии ускоряемых частиц частота ускоряющего электрического поля долж«rа понижаться. В качестве высокочастотной системы синхроциклотрон а обычно используется а втоколебательная система, так как она позволяет получить значительную амплитуду напряжения при относительно небольшой величине необходимой высокочастотной мощности, потребляемой от генератора.

При построении высокочастотных систем синхроциклотронов на большие энергии основное внимание уделяется получению необходимого для ускорения диапазона частот собственных колебаний системы при достаточно большой величине ускоряющего напряжения.

Колебательная система синхроциклотрона состоит из дуанта, который при определенных условиях приближенно может быть представлен в виде линии, длина которой при больших энергиях синхроциклотрона сравнима с длиной волны ускоряющего высокочастотного напряжения, и подключенного к линии вариатора частоты, перестраивающего

c0GcTâåííóþ часгOT) системы в заданном диапазоне, В качестве вариатора часготы обычно используется м ноголопа стной переменный конденсатор. С помощью переменного конденсатора с бесконечным коэффициентом перекрытия частота однородной полуволновой линии меняется только в два раза. Поэтому для син10 хроцнклотронов на большие энергии, где необходимое изменение частоты системы более двух, используются специальные схемы, позволяющие расширить диапазон частот системы при использовании варпатора с ограни1 ченным коэффициентом перекрытия емкости.

Недостаток таких схем — повышение напряжения на зазорах вариатора при включении последовательной индуктивности или тока через элементы вариатора при включении

20 параллельной и. Все это приводит к ограничению величины ускоряющего напряжения.

Предлагаемая схема высокочастотной систе«мы позволяет расширить диапазон изме2S пения частоты ускоряющего напряжения и сократить нерабочую часть периода модуляции частоты при незначительном повышении напряжения на зазорах вариатора.

Для этого емкостные элементы вариатора

30 разделены на секции, которые сдвинуты отно291655 сительно друг друга по окружности вариатора, :причем одна из них подсоединена непосред ственно к дуанту, а другие подключены к дуа нту через индуктивные элементы.

Она отличается от известных схем высокочастотных систем схемой вариатора, имеющей две цепи, которые работают со сдвигом во времени при вращении вариатора (см. фиг. 1). Пер вая цепь образована пакетами. емкостных пластин Сь присоединяемых непосредственно к дуанту («дуантные па кеты»), и лопатка ми ротора, заземленными через емкостные,па кеты С, присоединяемые к камере («земляной пакет»). При этом путь тока минимален, т. е. может быть получена минимальная последовательная с вариатором частоты индуктивность L . Вторая цепь образована так называемыми «индуктивными пакетами», т. е. пакетами ем костных пластин Сз, присоединенных к дуанту через индуктивности Lq с одной стороны и заземленных через ротор и «земляные пакеты» С, с другой. Угловая ширина пластин «дуантного пакета» в два раза больше, угловой ширины пластин

«индуктивного па кета». Пластины «индуктивного пакета» смещены по ходу вращения ротора относительно угла, соответствующего началу рабочего цикла изменения частоты резонаноной системы на угол, примерно равный его ширине.

Принцип работы вариатора показан на фиг. 2, где 1 — дуант, 2 — «дуантный пакет»

eMKocTHhIx статорных пластин, 8 — «индуктивный пакет» емкостных статорных пластин, 4— ротор вариатора, 5 — индуктивность, б — «земляные пакеты» емкостных статорных пластин.

Перекрытие широ|кого дна назона частот при сравнительно небольших перенапряжениях в зазорах вариатора обязано применению этих двух цепочек, сдвинутых друг относительно друга по времени включения, и тем, что приняты меры к максимальном у снижению последовательной индуктивности L>. В коротковолновой части диапазона, где напряжения на вариаторе велики, работает первая, практически безындукционная це пь и поэтому на пряжения в зазоре вариатора незначительно отличаются от напряжения на всем вариаторе. В длин новолновой части диапазона, пде значительную роль играет вторая цепь, включающая болыпую последовательную индуктивность, повышается относительная вели10 чина на пряжения,в зазорах «индуктивного па кета» вариатора. Однако напряжение на всем:вариаторе в этой части диапазона уже мало. Применение двух секций «емкостных пакетов», смещенных др уг относительно дру15 га, приводит также к уменьшению нерабочей части цикла модуляции. Это означает повышение средней по времени интенсивности тока ускоренных ионов (за счет увеличения скорости вращения ротора вариатора). Для

20 уменьшения эювивалентной начальной емкости вариатора может применяться индуктивность, шунтир ующая «индуктивный пакет».

Предлагаемая схема позволяет производить сравнительно лепко регулировку величины

25 инду ктивности Lg, что позволяет производить необходимую подстройку высокочастотной системы в процессе наладки.

Предмет изобретения

30 Высокочастотная система си нхроциклотрона, состоящая из дуанта, камеры, вариаторов частоты, генератора для возбуждения системы и устройства связи ге нератора с системой, отличающаяся тем, что, с целью расширения

Ы диапазона изменения частоты ускоряющего напряжения и сокращения нерабочей части периода модуляции частоты, емкостные элементы вариатора разделены на секции, которые сдвинуты относительно друг друга по ок40 ружности ва риатора,,причем одна из .них подсоединена не посредственно к дуанту, а другие подключены к дуанту через индуктивные элементы.

Фиг /

4иг 2

Составитель Петров

Р ед акт ор А. Кала ш ни кона

Техред 3. Тараненко

Корректор О. Зайцева

Заказ 348;19 Изд. Мо 114 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2