Источники высокочастотного питания электрон-позитронных накопителей

• Автор: Горникер, Эдуард Иосифович
• Шифр специальности: 01.04.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 211 c. : ил

ГЛАВА I. ИСТОЧНИКИ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ВИТАНИЯ ЭЛЕКТРОН-П03ИТР0ННЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ МОЩНЫХ ГЕНЕРАТОРНЫХ ЛАМП.

§1.1. Основные требования к источникам ВЧ штанин накопителей

§ 1.2. Системы связи ускоряющего резонатора с генератором высокой частоты

§ 1.3. Особенности ВЧ генераторов, применяемых в системах ВЧ питания электрон-позитронных накопителей

§ 1.4. Мощные источники ВЧ питания накопителей

ВЭПП-2 и ВЭПП-З

§ 1.5. Высокочастотное питание накопителя ВЭПП

§ 1.6. Источник ВЧ-питания накопителя электронов

"Сибирь-1"

Глава II. ГИРОКОН - ИСТОЧНИК ВЧ ПИТАНИЯ НАКОПИТЕЛЯ ВЭПП

§ 2.1. Устройство и возможности гирокона

§ 2.2. Характеристики выходного резонатора радиального гирокона
§ 2.3. Взаимодействие релятивистского электронного пучка с коаксиальным выходным резонатором
§ 2.4. Анализ возбуждения произвольно нагруженного выходного резонатора гирокона
§ 2.5. Выходной резонатор радиального гирокона
для ВЧ системы накопителя ВЭПП-4
§ 2.6. Экспериментальное исследование выходного
резонатора
§ 2.7. Экспериментальное исследование радиального гирокона

Глава III. ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ СИСТЕМА НАКОПИТЕЛЯ ВЭПП-4 НА ОСНОВЕ ГИРОКОНА.
§3.1. Система деления мощности между ускоряющими
резонаторами накопителя встречных пучков
§ 3.2. Параметры и конструкция элементов системы
передачи и деления мощности
§ 3.3. Исследование ускоряющей системы электронно зитронного накопителя с ВЧ питанием от гирокона
§ 3.4. ВЧ система накопителя ВЭПП-4 (схема и результаты испытаний)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ I. Анализ устойчивости выходного усилительного каскада лампового генератора при произвольном импедансе нагрузок входного и выходного контуров
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Расчет характеристик выходного резонатора радиального гирокона
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Расчет параметров мощной ВЧ системы на
основе гирокона
ЛИТЕРАТУРА

Эксперименты по физике высоких энергий, проводимые на элек-трон-позитронных накопителях встречных пучков - одно из основных направлений работ Института ядерной физики СО АН СССР [I].
Первый накопитель со встречными электрон-позитронннми пучками ВЭПП-2 на энергию 700 МэВ был создан в ИЯФ в 1964 году и модернизирован в 1968 году [2]. При модернизации для него была построена высокочастотная система [3] , успешный опыт эксплуатации которой позволил применить принципы ее построения и основные элементы при разработке высокочастотной системы накопителя ВЭПП-3 ва энергию 3,5 ГэВ в 1970 г. [4,5]
Для накопителя ВЭПП-4 на энергию 7 ГэВ £6] потребовалось создание высокочастотной системы на частоту 181 МГц с проектной выходной мощностью до 5 МВт. Решение этой задачи на серийно выпускаемых лампах не представлялось возможным. Для получения мощности такого порядка в ИЯФ был разработан и изготовлен предложенный академиком Г.И.Будкером ВЧ генератор - гирокон £7,8] . Для совместной работы с гироконом на высокой энергии и для обеспечения работы накопителя ВЭПП-4 на низкой энергии в его высокочастотной системе был применен разработанный в 1973 году для накопителя ВЭПП-3 мощный ламповый генератор [9,10]. Первая очередь этой высокочастотной системы обеспечивала работу накопителя ВЭПП-4 до энергии 5,5 ГэВ и позволила провести серию экспериментов по физике высоких энергий на уровне 4,7 ГэВ [11,12].
Успехи физики высоких энергий, достигнутые в экспериментах на накопителях встречных пучков, вызвали быстрый рост числа таких установок за рубежом. Вслед за ВЭПП-2 в период с 1966 по 1970 годы были запущены электрон-позитронные накопители в США, Франции и Италии с энергией частиц от 0,5 до 1,5 ГэВ. Одновременно с вводом в действие накопителя ВЭПП-3 и созданием накопителя ВЭПП

со о (для молибденовых траверс сетки на частоте f0 = 180 МГц, при температуре сетки Ю00°С Rn = 0,014 Ом).
Допустимая удельная мощность рассеяния на поверхности сетЭто напряжение может быть увеличено в 1,4 раза, если нагрузка сетки электронным током мала. Поэтому при выборе режима работы выходного каскада на ГИ-50А величина (УАЛ7 может принимать значения от 3,5 до 4,8 кВ. Следовательно, напряжение источника анодного питания каскада должно быть не более 54-6 кВ.
Режим работы триода ГИ-50А, рассчитанный по методу А.И.Берга [31] при угле отсечки 90°, в мощном усилительном каскаде по схеме с общей сеткой на частоте 181 МГц следующий:
Амплитуда напряжения на аноде 3,6 кВ
Мощность в эквивалентной нагрузке анодного контура 39 кВт
Мощность возбуждения 6 кВт
Напряжение анода постоянное 5 кВ
Напряжение смещения сетки -200 В
ки:
где Рс don = 1,3 кВт - допустимая мощность рассеяния на сетке; 5л = 0,0420 у? - геометрическая поверхность сетки;
К3 = 0,12 - коэффициент заполнения поверхности сетки
металлом.
Из условия Руї.вч ^^РуЬ.Ъоп следует:
/7Г‘ // • иг і / Pc don
<О0 • СА-с jSit * ’ Rn
(I.21)
Подстановка величин, характерных для триода ГЙ-50А, дает : ЦAM^