, А. П. КУЛАГО
Научный руководитель – , к. т.н., доцент
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Многосекционный линейный резонансный ускоритель электонов на основе
двух резонаторов бегущей волны
Рассматривается высокочастотная резонансная система на основе двух резонаторов бегущей волны. На ее основе предложена модель многосекционного линейного резонансного ускорителя электронов.
Линейный резонансный ускоритель электронов, содержащий ускоряющую секцию фазовращатель, тракт резонатора бегущей волны, систему инжекции электронов, фокусирующую систему, источник СВЧ-мощности, вакуумную систему, систему высоковольтного питания, пульт дистанционного управления, выходные устройства для регистрации параметров пучка, систему охлаждения, выполнен многосекционным, в котором тракт резонатора бегущей волны выполнен в виде изогнутого волновода и последовательно установленных фазовращателя, двух плечей направленного ответвителя и источника СВЧ-мощности, соединенного с одним плечом направленного ответвителя, причем между плечом направленного ответвителя, входящим в резонатор бегущей волны и фазовращателем установлена ускоряющая система, а в одном из внешних плечей направленного ответвителя установлена поглощающая нагрузка, тракт резонатора бегущей волны дополнительно содержит, по крайней мере, еще один резонатор бегущей волны в виде изогнутых волноводов и последовательно установленных фазовращателей, двух плечей направленных ответвителей, источник СВЧ-мощности, соединенный с плечом направленного ответвителя, а между плечами каждого направленного ответвителя, входящим в резонатор бегущей волны и фазовращателем установлена ускоряющая система, а в одном из каждых внешних плечей направленного ответвителя установлена поглощающая нагрузка, а в другом из каждых внешних плечей направленного ответвителя установлен источник-усилитель СВЧ мощности, фазовращатель, регулируемый ответвитель и поглощающая нагрузка, причем каждое основное плечо регулируемого ответвителя соединено с линией СВЧ тракта задающего генератора, на входе которого установлен задающий генератор мощности с источником СВЧ мощности, а на противоположном конце линии тракта задающего генератора установлена поглощающая нагрузка. Ускоряющие секции выполнены в виде круглых диафрагмированных волноводов. Источники СВЧ мощности выполнены в виде магнетронных усилителей или в виде клистронов [1, 2].
Модель поясняется чертежом, на котором схематически изображен многосекционный линейный резонансный ускоритель заряженных частиц. От задающего генератора 4 общего тракта через источник-усилитель СВЧ мощности 20, мощность поступает в СВЧ тракт линии задающего генератора 8. Из линии задающего генератора 8 через регулируемые ответвители 71,…, 7N и через фазовращатели 51,…, 5N СВЧ мощность подают на вход каждого клистрона 21,…, 2N, а через направленные ответвители 61,…, 6N в резонаторы бегущей волны, в которых последовательно, с фазовращателями 31,…, 3N включены ускоряющие секции 11, 12,…, 1N многосекционного ускорителя заряженных частиц. Момент включения высокого напряжения системы инжекции электронов 17 подбирают из условий оптимального спектра ускоренных электронов. При этом во всем диапазоне частот от 1 до 10 ГГц в резонаторах бегущей волны каждой ускоряющей секции 11, 12,…, 1N СВЧ мощность накапливается и увеличивается в 2÷40 раз. Это позволяет увеличить предельные ускоряющие токи заряженных частиц в 1,5÷6 раз и достичь предельного темпа ускорения без пробоев до 20 МэВ/м.
Список литературы
1. . Промышленные ускорители электронов. - М.: Энергоатомиздат, 1986. С.159
2. , , . Линейный ускоритель электронов с использованием энергии поля излучения пучка. Сб. Ускорители. - М.: Энергоатомиздат, выпуск 20, 1981. С.72-76. Прототип
3. Патент Российской Федерации на полезную модель № Н05Н 7/00, 2011 г.
