Источник проникающего излучения

 

Изобретение относится к ускорительной технике. Источник проникающего излучения выполнен на основе бетатрона, содержащего электромагнит. Последний имеет блок 1 центральных вкладышей, полюса 2 и обратный магнитопровод 3. В рабочем зазоре 4, образованном полюсами 2, размещена вакуумная ускорительная камера 5. Внутри последней симметрично ее круговой оси, лежащей в медианной плоскости, установлена дополнительная мишень 8. Обе мишени 7 и 8 ориентированы по своей высоте симметрично относительно круговой оси камеры 9. Обмотка смещения, являющаяся нагрузкой генератора импульсов тока, включена в диагональ моста из коммутирующих элементов. При этом накопительная емкость включена в другую диагональ параллельно источнику питания. Использование источника излучения обеспечивает сканирование потока жесткого излучения за счет попеременного смещения ускоренных электронов на мишени 7 и 8. Это позволяет увеличить примерно в два раза угол выхода излучения, что приближает к излучателю экспонируемое изделие, сокращает время экспозиции и увеличивает производительность облучения. 2 ил.

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при разработке ускорителей технологического назначения. Целью изобретения является повышение производительности облучения объектов проникающим излучением путем расширения угла выхода этого излучения. На фиг. 1 изображен предлагаемый источник в направлении, параллельном медианной плоскости; на фиг. 2- то же, в направлении, перпендикулярном медианной плоскости. Источник выполнен на основе бетатрона, содержащего электромагнит, который имеет блок 1 центральных вкладышей, полюса 2 и обратный магнитопровод 3. Для удобства обслуживания обратный магнитопровод выполнен разъемным, например, по медианной плоскости, т.е. по горизонтальной плоскости, проходящей на одинаковом расстоянии от поверхности полюсов, образующих рабочий зазор 4. Все детали электромагнита выполнены из ферромагнитного материала. В рабочем зазоре 4, образованном полюсами 2, размещена вакуумная ускорительная камера 5, имеющая форму полого тора. Внутри камеры установлены инжекторный узел 6 и мишени 7 и 8. Одна из мишеней располагается на инжекторном узле, а другая - вблизи внутреннего диаметра ускорительной камеры. Обе мишени ориентированы по своей высоте симметрично относительно круговой оси камеры 9. Как правило, равновесная орбита расположена внутри камеры в медианной плоскости и на одинаковом расстоянии от обеих мишеней. Это делается путем подбора немагнитного зазора и объема ферромагнетика в блоке центральных вкладышей при заданных размерах рабочего зазора 4 на равновесной орбите. Азимутальное расположение мишени, расположенной на внутреннем диаметре камеры, берется таким, чтобы осевые линии обоих пучков пересекались на заданном расстоянии от излучателя, зависящем от целевого назначения ускорителя, например, для дефектоскопии или томографии. Источник содержит также биполярный генератор 10 импульсов тока, нагрузкой которого является обмотка 11 смещения. Обмотка смещения располагается в пазах, выполненных на поверхности полюсов. Одна половина витков обмотки смещения расположена на одном полюсе, а другая половина - на другом. Обе половины обмоток включены между собой последовательно и согласно. Каждая из половин обмоток выполнена из двух секций, включенных между собой тоже последовательно и согласно, одна из которых расположена внутри равновесной орбиты, а другая - снаружи ее. Биполярный генератор 10 импульсов тока содержит четыре нормально разомкнутых коммутирующих элемента 12 и накопительную емкость 13, подключенную к источнику зарядного напряжения. Источник работает следующим образом. После включения электромагнита в сеть по магнитопроводу начинает циркулировать магнитное поле. По истечении определенного времени инжекторным узлом 6 осуществляется инжекция электронов на равновесную орбиту и захват их в ускорение. По достижении максимальной энергии в обмотку 11 смещения подается импульс тока, в результате чего возникает импульсное магнитное поле. В зависимости от знака импульса тока, подведенного к смещающей обмотке посредством ее подключения к предварительно заряженной накопительной емкости, магнитный поток внутри равновесной орбиты либо усиливается, либо ослабляется и, следовательно, равновесная орбита расширяется или сужается. При расширении равновесной орбиты происходит смещение ускоренных частиц на внешнюю мишень 7, при сужении равновесной орбиты - на внутреннюю мишень 8. Генератор 10 импульсов тока может быть выполнен либо из четырех тиристоров, либо из обычных двухпозиционных тумблеров, либо из электронных ключей, включенных по мостовой схеме. Подключение обмотки 11 смещения к накопительному конденсатору 13, предварительно заряженному от источника, осуществляется за счет одновременного включения в исходном состоянии нормально разомкнутых коммутирующих элементов в противоположных плечах моста, например 14 и 15. При этом при включении одной мары ключей, например 14 и 15, по обмотке смещения протекают импульсы тока одной полярности, при включении другой пары ключей, например 16 и 17, по обмотке смещения протекают импульсы тока обратной полярности. Включение можно осуществлять автоматически по любой заданной программе. При этом первую половину времени экспозиции осуществляется смещение электронов на внешнюю мишень 7, а вторую половину экспозиции - на внутреннюю мишень 8. Регулируя в небольших пределах азимут установки одной мишени относительно другой, можно менять расстояние до места пересечения обоих пучков жесткого излучения. Таким образом, данный измеритель позволяет без существенных затрат обеспечить сканирование потока жесткого излучения за счет попеременного смещения ускоренных электронов на две мишени. Это позволяет примерно в два раза увеличить угол выхода излучения, а это, в свою очередь, позволяет примерно в два раза приблизить к излучателю экспонируемое изделие, сократить время экспозиции и увеличить производительность облучения.

Формула изобретения

ИСТОЧНИК ПРОНИКАЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащий электромагнит с ускорительной камерой и азимутально-периодической магнитной системой, мишень, расположенную внутри ускорительной камеры снаружи ее круговой оси в медианной плоскости бетатрона, и обмотку смещения, подключенную к накопительной емкости через замыкающие коммутирующие элементы, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности облучения объектов проникающим излучением, в него введена дополнительная мишень, расположенная внутри ускорительной камеры внутри ее круговой оси в медианной плоскости бетатрона, а коммутирующие элементы соединены по мостовой схеме, к одной из диагоналей которой подключена обмотка смещения, а к другой - накопительная емкость.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2