Ускоритель заряженных частиц

 

Изобретение относится к импульсной ускорительной технике. Цель изобретения - увеличение выходной мощности и энергии заряженных частиц. Ускоритель содержит источ шк импульсного напряжения, вакуумный индуктор, ппаямоэрозионный размыкатель II,и диод 12, коаксиальную линию, устагтвленн -ю между источником и индуктором нл потенциальном электроде 7 которой размещены ферромагнитные сердечники 8, на каждом из которых размещена одновитковая обмотка 9. Обмотки включены параллельно между электродами коаксиальной линии, образуя трансформатор тока , что позволяет увеличить выходную мощность ускорителя в (п+1) раз, где п - число ферромагнитных сердечниково 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО).)ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1

„„SU „„1586500 (51) 5 Н 05 Н 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕ П=НИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

r)PH ГННТ СССР

К Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 30.07,92.Бюл. N - 28 (21) 4616274/21 (22) 07. )2.88 (71) Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом институте им. С.М,Кирова (72) И.Б.Иванов, А.В.Петров и В. Г. Толмачева (53) 62!.384.6(088.8) (56) Григорьев В.П., Диденко А.Н., Усов Ю.П, Мощные электронные пучки и их применение, Атомиздат, )977, се8î

Neger R.À., Comisso R.J. Cooperstein G,Coldstein С// Арр1. Phys. Lett, )983, v.42, N )!, р.943-945. (54) УСКОРИТЕЛЬ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ (57) Изобретение относится к импульсной ускорительной технике. Цель изоб" ретения — увеличение выходной мощности и энергии заряженных частиц. Уско" ритель содержит источник импульсного напряжения, вакуумный индуктор, ппаэмоэроэионный размыкатель ), и дис д !?, коаксиальную линию, установленную между источником и индуктором Hï потенциальном электроде 7 которой размещены ферромагнитные сердечники 8, на каждом из которых размещена одиопитковая обмотка 9. Обмотки включены параллельно между электродами ко аксиальной линии, образуя трансформатор тока, что позволяет увеличить выходную

Q мощность ускорителя в (и+!) раэ, g где n — число ферромагнитных сердечников. 2 ил.

1586500

Изобретение относится к импульсной ускорительной технике и предназначено для получения мощных пучков заряженных частиц.

Целью изобретения является увеличение выходной мощности и энергии заряженных частиц

На фиг.l представлена схема предлагаемого ускорителя; на фиг.2 - эквивалентная схема ускорителя с двумя сердечниками.

Ускоритель заряженных частиц содержит источник импульсного напряже" . ния, выполненный на основе двойной формирующей линии, в которой в ка( честве диэлектрика использована во:,да — высоковольтный ввод 1, внешний электрод 2 двойной формирующей линии (ДФЛ), средний потенциальный элек-20 трод 3 ДФЛ, центральный электрод 4, коммутатор 5 ДФЛ. Объем ДФЛ отделен от остальной части ускорителя одним из разделительных изоляторов 6, пос" ле которого установлен объем, з.апопненный трансформаторным маслом. В этом объеме вдоль его оси установлен, являющийся продолжением электрода 4 потенциальный электрод 7 дополнительной коаксиальной линии, ее наружным электродом является электрод

3. На потенциальном электроде 7 установлены ферромагнитные сердечники

8 с витками 9 намагничивания. Объем с маслом закрыт вторым разделительным изолятором. к нему присоединен

35 вакуумный объем, в котором расположен потенциальный электрод 10 вакуумного индуктора, плазмоэрозионный размыкатель 11, диод 12, Римскимн цифрами показаны участки коаксиальной линни (ступепи, на которых происходит изменение напряже" ния и тока).

Ускоритель заряженных частиц работает следующим образом.

Подается напряжение от источника питания (например, генератора Аркадь" ева-Маркса) на высоковольтный ввод 1 и внешний электрод 2. Под действием этого напряжения начинается. заряд межэлектродиых емкостей ДФЛ. Причем заряд емкости между электродами .4 и

3 происходит по виткам 9, охватывающим ферромагнитные сердечники 8, вы55 зывая их перемагннчнв ание, т. е. переводит их в рабочее состояние, В анод"катодном зазоре диода 12 инду-, цируется предымпульс, имеющий обратную полярность по отношению к рабочему импульсу. Через время, необходимое для перемагннчивания сердечии" ков (оно меньше времени заряда ДФЛ), срабатывает плазмоэрозионный размыкатель 11, между электродами 10 и 2 образуется плазменный канал, по которому продолжается заряд ДФЛ. Магнитное сосТояние сердечников к этому моменту характеризуется величиной максимально остаточной индукции Б . По окончании заряда ДФЛ замыкается коммутатор 5, и по линии II-III от коммутатора 5 начнет распространяться . волна тока. При достижении ею края электрода 3 между электродами 2 и 4 появится импульс напряжения, который

1 равномерно распределен по первичной обмотке, включающей в себя потенциальный электрод 7, потенциальный электрод 10 и электрод 2, Дальнейшие процессы, происходящие при работе устройства, описываются при помощи эквивалентной схемы устройства, приведенной на фиг.2. На эквивалентной схеме наглядно видно, что нагрузкой витков намагничиваиия 9 каждой ступени является вакуумный индуктор Е. Так как коэффициент трансформации каждой ступени равен . единице, то действующее напряжение в витках намагничивания каждой ступени равно напряжению на индукторе U<,, которое в свою очередь равно UI,=U

MI/dt н весь энергопоток за время ИР (где L — общая индуктивность цепи, .R „ - сопротивление нагрузки) переключается в нагрузку — диод 12.

При этом действующее напряженке «а диоде 12 достигает велич««ы Uö =-I>R „

15865

Составитель С. Шитов

Редактор В.Фельдман Техред Л. Сердюкова Корректор 0 ципле

Заказ 2828 Тираж 250 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК... С.,СР . 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-нздательскии комбинат Патент, г .. р д, у п

Ужго о л. Гагарина 101

5

=Тг (и+1)К „{для двух ступеней это увеличение равно трем). Соответственно энергия заряженных частиц будет равна eUq, Как уже отмечалось вышее, мощность пучка зависит от времени его вывода, которое в основном определя" ется величиной накопительной индуктивности. Так как использование ферромагнитных сердечников 8 с витками намагничивания.9 позволяет увеличить ток (по сравнению с прототипом) в (и+1} рая то для накопления одной

У ф и той же энергии Ы /2 необходимая индуктивность составит величину Е/ 15 ((и+1), т,е. Уменьшится в (и+!) раз.

Соответственно уменьшится время вывода энергии и увеличится мощность

s (и+1) раз, Я

Од б

Формула изобретения

Ускоритель заряженных частиц, содержащий источник импульсного напряжения ° индуктор плазмоэрозионный размыкатель и диод, о т л и ч а ю " шийся тем, что, с целью увеличения выходной мощности и энергии заря" женных частиц, введена дополнитель" ная коаксиальная линия, установленная между источником импульсного напряжения и индуктором, на потенциальном электроде которой установлены ферромагнитные сердечники равного сечения с одним витком намагвичйвания на каж" дом, при этом витки намагничивания соединены между собой параллельно и подключены своими выводами к электро" дам дополнительной коаксиальной линии.