способ ускорения пучка заряженных частиц

Формула изобретения

1. Способ ускорения пучка заряженных частиц, включающий воздействие на инжектируемый пучок заряженных частиц переменным во времени электромагнитным полем, отличающийся тем, что на пучок заряженных частиц воздействуют одновременно в свободном пространстве электромагнитными волнами: периодической в пространстве и во времени линейно поляризованной стоячей электромагнитной волной и переменной во времени линейно поляризованной электромагнитной волной, имеющими одинаковый период колебаний и взаимно перпендикулярные направления поляризации, при этом пучок заряженных частиц инжектируют в направлении поляризации стоячей электромагнитной волны.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве линейно поляризованной электромагнитной волны используют лазерное излучение.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что стоячая линейно поляризованная электромагнитная волна формируется внутри интерферометра Фабри-Перо при воздействии на него лазерным излучением.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при создании устройств для ускорения как легких, так и тяжелых заряженных частиц до релятивистских энергий, при создании ядерных реакторов, в основу работы которых положено взаимодействие встречных пучков частиц.

Известны способы [1-3] ускорения заряженных частиц, включающие воздействие на частицы магнитными, электромагнитными полями, в частности - лазерным излучением.

Способ возбуждения ускоряющего поля в периодической структуре линейного ускорителя на волне типа H [1] основан на продольной инжекции электронного пучка и изменении магнитного поля с расстоянием по определенному закону.

Недостатками этого способа являются сложность практической реализации, в частности получение магнитного поля с заданной зависимостью его от расстояния, сложность получения больших значений напряженности статических магнитных полей.

Способ [2] и ему подобные основан на использовании лазерного излучения, которое, отражаясь последовательно от системы зеркал, пересекает пучок ускоряемых частиц под небольшим углом в разных местах траектории пучка, воздействуя на частицы продольной составляющей электрического поля.

Основным недостатком этого способа является сложность синхронизации движения частиц с изменением электрической составляющей лазерного поля. Это важно, поскольку электрическая составляющая поля лазерного излучения зависит от времени и может не только ускорять, но и замедлять заряженные частицы.

В качестве прототипа выбран способ фокусировки и ускорения пучка заряженных частиц [3] основанный на воздействии на пучок периодически в пространстве магнитостатическим полем и переменным во времени электромагнитным полем.

Недостатком этого способа является сложность практической реализации, в частности трудности, связанные с получением больших значений напряженности статических магнитных полей.

Задача, на решение которой направлено изобретение устранение упомянутых недостатков, повышение эффективности ускорения заряженных частиц.

Суть предлагаемого способа состоит в том, что на пучок заряженных частиц воздействуют одновременно в свободном пространстве двумя электромагнитными волнами: стоячей, линейно поляризованной, периодической в пространстве и во времени электромагнитной волной и переменной во времени, линейно поляризованной электромагнитной волной, имеющими одинаковый период колебаний, взаимно перпендикулярные направления поляризации (взаимно перпендикулярные направления колебаний электрических векторов), при этом пучок заряженных частиц вводится в направлении поляризации стоячей электромагнитной волны (направлении колебаний электрического вектора).

В дальнейшем частицы пучка движутся в направлении поляризации стоячей волны (в направлении колебаний ее электрического вектора), совершая поперечные колебательные движения в перпендикулярном направлении вследствие воздействия на них электрического поля линейно поляризованной электромагнитной волны. Частицы пучка при этом периодически отклоняются от узловой стоячей волны в резонанс с изменением ее электрического поля, находясь слева и справа от упомянутой плоскости в те моменты времени, когда поле стоячей волны может передавать им энергию.

Возможны различные варианты реализации предлагаемого изобретения. Некоторые из них приведены ниже.

1. В качестве линейно поляризованной электромагнитной волны используют лазерное излучение.

2. Стоячая линейно поляризованная электромагнитная волна формируется внутри интерферометра Фабри-Перо при воздействии на него лазерным излучением.

Совокупность существенных признаков заявленного изобретения достаточна для достижения результата изобретения повышения эффективности ускорения частиц и упрощения технической реализации способа.

Литература

1. Авт. св. N 1343569, H 05 H 9/00, 1987.

2. Авт. св. N 1338117, H 05 H 9/00, 1987.

3. Авт. св. N 1358115, H 05 H 9/00, 1987.