Патент ссср 208144
О П И С А Н И Е 208I44
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социвлиотичвсиих
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 15.Ч1.1964 (№ 906570j26-25) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 29.Х11.1967. Бюллетень № 3
Дата опубликования описания 27.11.1968
Кл. 21g, 36
МПК H 0511 . ДК 621.384.658 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
Авторы изобретения
Е. А. Абрамян и В. A. Гапонов
Заявитель
ИСТОЧНИК УСКОРЕННЫХ ЧАСТИЦ ОДИНАКОВОЙ ЭНЕРГИИ
Изобретение относится к ускорителям заряженных частиц прямого действия, имеющим высокий к. п, д. и обладающим большой мощностью.
Известные резонансные ускорители электро- 5 нов работают на высоких частотах, требуют применения соответствующих преобразователей частоты, обладающих сравнительно невысоким к. п. д. и имеют неуправляемый, немонохроматичный спектр энергии ускоренных 10 частиц.
Предлагаемый источник представляет собой резонансный трансформатор с ферромагнитным магнитопроводом с центральным сердечником, разделенным на изолированные секции, 15 внутри которого расположена ускорительная трубка с управляемым инжектором заряженных частиц и радиационными экранами.
Источник отличается тем, что резонансный трансформатор, благодаря коаксиальному рас- 20 положению обмоток и использованию ферромагнитного магнитопровода, имеет сильную индуктивную связь между обмотками, позволяющую снимать большие мощности при питании непосредственно от промышленной элек- 25 тросети. Использование секционированного магнитопровода с изоляционными зазорами повышает добротность контура, что наряд у с сильной индуктивной связью обеспечивает высокий к. п.д, (более 90%). Размещение уско- 30 рительной трубки в ферромагнитном сердечнике делает устройство более компактным.
Область трубки защищена от переменных магнитных полей с помощью короткоза мкнутых катушек, что позволяет использовать любую ускорительную трубку и улучшает условия прохождения через нее заряженных частиц.
Для обеспечения постоянного градиента элек трического напряжения вдоль ускорительной трубки использован дополнительный колебательный контур с сосредоточенной емкостью.
Заданный спектр энергии ускоренных частиц, в том числе монохроматичный, обеспечивается тем, что инжектор снабжен управляющей сеткой, соединенной с системой управления, поддерживающей заданный закон изменения напряжения на ускорительной трубке путем изменения тока заряженных частиц, проходящих через нее. Для предотвращения вредного действия радиации на детали устройства на электродах ускорительной трубки размещены радиационные экраны, например, из свинцового сплава, запирающие радиацию в трубке, что особенно, важно для установок с большой мощностью.
На фиг. 1 изображен .предлагаемый источник, разрез; на фиг. 2 — кривая изменения напряжения питающей сети во времени; на фиг, 3, 4 и 5 — кривые изменения напряжения и тока трубки при различных режимах, 208144
Секционированная ускорительная трубка 1 с радиационными экранами 2 и инжектором 8, снабженным сеткой 4 и управляемым системой
5 стабилизации напряжения, встроена в секционированный сердечник (внутренний магнитопровод) трансформатора и защищена от переменных магнитных полей короткозамкнутыми катушками б. Для разноса напряжения по ее секциям использованы отводы вторичной обмотки, также состоящей из отдельных секций
7. Каждые две секции 7 вторичной обмотки надеты на секцию 8 сердечника и средняя точка каждой пары секций 7 электрически соединена с секцией 8. Секции 8 изолированы друг от друга изоляторами 9. Число витков во вторичной обмотке и ее геометрические размеры выбраны так, чтобы собственная частота системы была равна частоте питающего тока, например, 50 ги.
Для обеспечения одинакового напряжения на всех секциях вторичной обмотки имеется дополнительный колебательный контур, состоящий из катушки 10 и сосредоточенной емкости 11, размещенной в головке 12. Число ампервитков в катушке 10 подобрано в соответствии с магнитным сопротивлением высоковольтного зазора.
Питание подводится к первичной обмотке 18, расположенной на вчутренней стенке наружного,магнитопровода 14 и закрытой с высоковольтной стороны разомкнутым токопроводящим экраном 15. Направление магнитного потока показано на фиг. 1 пунктирными линиями. Все устройство размещено в котле 1б, заполненном изоляционным газом.
Если .инжектор 8 все время включен и ток через трубку идет в течение половины периода, величина тока определяется вытягивающим потенциалом и максимальным током инжектора (фиг. 3).
На фиг. 4 изображены кривые изменения. напряжения и тока трубки в режиме, когда инжектор 8 с помощью управляющей сетки 4 отпирается на время т, в течение которогс ускоряющее напряжение изменяется мало.
Если управляющая система 5 с обратной связью, следящая за напряжением на ускорительной трубке с помощью емкостного датчика 17, регулирует ток инжектора 8 так, что обеспечивается падение части напряжения на индуктивности рассеяния первичной обмотки и напряжение на ускорительной трубке поддерживается постоянным во время прохождения тока через нее (фиг. 5), то энергия ускоренных частиц останется постоянной в течение импульса с точностью до 1 О/, и выше.
Предмет изобретения
1. Источник ускоренных частиц одинаковой
15 энергии, содержащий резонансный трансформатор с разделенным на секции ярмом и встроенной в ярмо ускорительной трубкой, отличающийся тем, что, с целью повышения к. п. д. при питании от промышленной сети ча20 стотой 50 ги, трансформатор имеет сильную индуктивную связь между обмотками, а отно-, шение размера зазора между дисками ферромагнитного ярма трансформатора к высоте дисков выбрано оптимальным (соответствую25 щим максимуму добротности трансформатора).
2. Источник по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения постоянства градиента электрического потенциала по длине ускори30 тельной трубки, в нем использован дополнительный колебательный контур с сосредоточенной емкостью.
3. Источник по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью увеличения электрической проч35 ности и долговечности системы при наличии большой мощности в пучке, в ускорительной трубке установлены свинцовые экраны, ограничивающие область распространения радиации.
40 4. Источник по пп. 1, 2 и 3, отличающийся тем, что, с целью обеспечения постоянсгва энергии ускоренных частиц, .инжектор имеет управляющую сетку, соединенную с системой управления, стабилизирующей напряжение на
45 трубке.
208144
7аи
mpybru
Фиг.2
Фиг.З
Налряженце юmpyb
Составитель Ф. П. Бурлов
Редактор Н. Громов Техред А. А. Камышникова Корректоры: Г. И. Плешакова и М. П. Ромашова
Заказ 58/6 Тираж 530 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобре1ений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Центр, пр. Серова, д. 4
Типография, пр. Сапунова, 2
