Линейный ускоритель ионов

 

о и и-с-м -и-в

ИЗОБРЕТЕНИЯ

3l33I9

Союз Советскив

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

МПК Н 05h 9/00

Заявлено 04.I.1970 (№ 1389669,26-25) с присоединением заявок № 1390627/26-25 и № 1390644 26-25

Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.384.6(088.8) Опубликовано 31.VIII.1971. Бюллетень ¹ 26

Дата опубликования описания 02.XI.1971

Автор изобретения

Ю. Д. Безногих

Объединенный институт ядерных исследований

Заявитель

ЛИНЕЙНЫЙ УСКОРИТЕЛЬ ИОНОВ

ЛК, =еУ,61соэ q., 25

Изобретение относится к ускорительной технике.

В известном линейном ускорителе, содержащем группирователь частиц по фазам и ускоряющую структуру, недостаточна группировка частиц при увеличении тока пучка.

Предлагаемый ускоритель позволяет увеличить эффективность группирования частиц при увеличении тока пучка.

На чертеже изображен двухзазорный группирователь с ускоряющей структурой линейного ускорителя.

Участок 1 представляет собой двухзазорный группирователь с трубкой 2 дрейфа. Участок 8 является ускоряющей структурой ускорителя.

Первая полутрубка 4 с квадрупольной линзой ускоряющей системы расположена за трубкой дрейфа. Группирователь и ускоряющая система размещены в одном резонаторе 5.

Синхронная частица проходит электрический центр первого зазора группирователя при фазе тр,1= — —, Отсчет фазы производится от

2 момента времени, когда поле в электрическом центре зазора имеет амплитудное значение.

Синхронная частица не получает в первом зазоре дополнительного прироста и продолжает перемещаться вдоль оси группирователя с относительной скоростью Р,,о, определяемой энергией форинхкектора. Двухзазорная система группирователя рассчитана таким образом, что синхронная частица проходит электрический центр второго зазора прп фазе ВЧ-поля

q,а=+ —, пройдя путь от электрического цен2 тра первого зазора до электрического центра

3 второго зазора, равный L= — P,,o Х, где Х— длина ускоряющей волны групппрователя (и соответственно линейного ускорителя ионов).

Таким образом, и во втором зазоре группн15 рователя синхронная частица не получает дополнительного прироста энергии.

Несинхронная частица, проходящая электрический центр первого зазора, например, при фазе ср1 — — — —" т-Лтр1 получает в первом

2 зазоре дополнительный положительный прирост энергии, равный где L — длина первого периода группирователя;

6, — фактор времени пролета первого

ЗО зазора группирователя;

313319

UI — амплитудное значение напряжения электрического поля на первом зазоре группирователя.

Поскольку Л% )0, то рассматриваемая частица попадает в электрический центр второго зазора группирователя при фазе р — — — +Л р, г причем Л (! Л р !.

Таким образом, эта частица во втором зазоре группирователя получает дополнительный теперь уже отрицательный прирост элер 1 гии поскольку <р ) — ), равныи

2)

ЛГ,=eU G cos р (AW (0).

Для определенной оптимальной фазы можно выбрать параметры группирователя (L, L, Q„G ) так, чтобы

I >! = 1

При этом, поскольку ЛРi)0, то должно быть выполнено условие 2 2) 11 °

Аналогичные рассуждения можно привести для других частиц, поступающих на вход первого зазора группирователя с другими фазами.

Таким образом, первый зазор группирователя, задавая несинхронной частице большой дополнительный прирост энергии (положительный или отрицательный) стягивает ее фазу к синхронной фазе во втором зазоре группирователя, второй же зазор производит определенное выравнивание энергии всех сгруппированных частиц, оставляя их фазу неизменной.

Пространство свободного дрейфа сгруппированных частиц после двухзазорного группирователя определяется расстоянием между электрическим центром второго зазора группирователя и электрическим центром первого ускоряющего зазора структуры линейного ускорителя, которое в рассматриваемой схеме сведено к минимуму.

Расстояние между электрическим центром второго зазора группирователя и первым ускоряющим зазором где Й принимает значения 0,5; 5; 2,5 и т. д., а (pq значение синхронной фазы ускорителя.

Предмет изобретения

1. Линейный ускоритель ионов, содержащий группирователь частиц по фазам, выполненный в виде цилиндрического резонатора с двумя зазорами, разделенными трубкой дрейфа, 15 и ускоряющую структуру, от.ичиющийся тем, что, с целью повышения эффективности группирования при увеличении тока пучка, расстояние между электрическим центром первого зазора групппрователя и электрическим

20 центром второго sëçoðà группирователя определяют формулой

Ps,î Х, где k принимает значения 0,5; 1,5; 2,5 и т. д., 13,. о — относительная скорость синхронной частицы, поступающей на вход группирователя из форинжектора, Л вЂ” длина волны возбуждения цилиндрического резонатора группирователя, равная чо длине волны возбуждения резонатора линейного ускорителя ионов.

2. Ускоритель по п. 1, отличи оцийся тем, что группирователь с трубкой дрейфа выполнен в начальной части резонатора линейного ускорителя как единое целое с ускоряющей структурой так, что ускорение синхронной частицы начипается с третьего зазора единой структуры.

3. Ускоритель по п. 2, отличаюи ийся тем, gp что расстояние между электрическим центром второго зазора группирователя и электрическим центром первого ускоряющего промежутка определяется формулой

2-. где А принимает значения 0,5; 1,5; 2,5 и т. д., срз — значение синхронной фазы линейного ускорителя, Р,,о в относительная скорость синхронной частицы на выходе форинжектора, Х вЂ” длина волны возбуждения резонатора.

Составитель Е. P. Алешин

Редактор Н. Михайлова Техред 3. Н. Тараненко Корректор Л. А, Царькова

Заказ 2937/12 Изд. № 1197 Тираж 473 Подписное

11НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7Ê-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2