Выпускное окно электронного ускорителя

 

Использование: в ускорительной технике и может найти применение в радиационных технологиях, использующих электронное облучение, таких как дезинсекция зерна, консервация продуктов питания, радиационная химия, включая очистку газов, сшивание полимеров и др. Сущность изобретения: в выпускном окне электронного ускорителя, содержащем фланец с отверстием, закрытым прозрачной для электронов фольгой с поддерживающей подложкой, последняя выполнена из пироуглеродной ткани. Изобретение позволяет выпускать большие величины токов (единицы ампер) с малыми потерями энергии в выпускном окне, что повышает КПД работы выпускного окна. 1 ил.

Изобретение относится к ускорительной технике и может найти применение в радиационных технологиях использующих электронное облучение, таких как дезинсекция зерна, консервация продуктов питания, радиационная химия, включая очистку газов, сшивание полимеров и др.

Известно выпускное окно электронного ускорителя, содержащее фланец с отверстием, закрытым прозрачной для электронов фольгой [Абрамян Е.А. Промышленные ускорители электронов, -М. Энергоатомиздат, 1986, с. 165-172] Недостатком такого окна является ограниченность тока выпускаемого через него пучка электронов, так, с увеличением диаметра круглого окна приходится увеличивать толщину фольги, что приводит к снижению ее прозрачности и плотности пропускаемого тока. В итоге величина выпускаемого тока не зависит от диаметра окна и в случае алюминиевой фольги составляет 10-2А.

Ближайшим техническим решением является выпускное окно электронного ускорителя [см. там же, с. 168] содержащее фланец с отверстием, закрытым прозрачной для электронов фольгой с поддерживающей подложкой. В качестве поддерживающей подложки используют металлические ребра, расположенные на расстоянии l друг от друга. Пучок разрезается ребрами на части, каждая из которых выпускается участком фольги в виде ленточки. Если ширина каждой ленточки l, суммарная длина всех ленточек b, то такое окно пропускает ток в b/l раз больший, чем "элементарное окно" в виде квадрата со стороной l. Ток через такое "элементарное окно" (как и для круглого окна) не зависит от размера l и в случае алюминиевой фольги составляет около 510-3А. Таким образом, полный ток окна может быть увеличен до любой необходимой величины.

Недостатком такого выпускного окна являются потери тока пучка на ребрах, составляющие 30-40% его величины.

Техническим результатом изобретения является снижение потерь тока пучка, что повышает КПД.

Технический результат достигается тем, что в выпускном окне электронного ускорителя, содержащем фланец с отверстием, закрытым прозрачной для электронов фольгой с поддерживающей подложкой, поддерживающая подложка выполнена из пироуглеродной ткани.

На чертеже представлена схема выпускного окна.

Окно содержит фланец 1 с отверстием, закрытым поддерживающей подложкой 2, выполненной из пироуглеродной ткани, и фольгой 3. Фольга вакуумно уплотнена на фланец с помощью уплотнителя 4 и разделяет вакуумный объем ускорителя (на чертеже слева от фольги) и атмосферу (справа).

Выпускное окно работает следующим образом.

Электронный пучок падает на окно с вакуумной стороны. При этом максимальная величина тока через окно определяется свойствами материала фольги. Плотность потерь мощности в фольге (1) Pп~ jhz, где j плотность тока пучка, h толщина фольги, z заряд ядер материала фольги, - плотность фольги. При этом толщина фольги определяется линейными размерами фольги (диаметром) l и ее удельной прочностью : (2) h~1/ Плотность мощности, снимаемой с фольги атмосферой, составит (3) Pсн~T/h, где - теплопроводность фольги, T допустимая рабочая температура, при которой нет заметного снижения механических свойств фольги. Из (1)-(3) определим допустимую величину тока через фольгу: (4) I~T2/z Если величину k =2/z для алюминия принять за единицу измерения таких величин, то для применяемых в выпускных окнах титана к=2, бериллия к=2,5. Для пироуглерода к=200 и, соответственно, ток, пропускаемый пироуглеродной пленкой (тканью) составит 2 А. Учет теплового излучения приведет к увеличению пропускаемого тока. В выпускном окне пироуглеродная ткань применяется как прозрачная для электронов поддерживающая вакуумплотную тонкую фольгу подложка. Толщина фольги, определенная из (2), много меньше той, которую позволяют технологические возможности, и реально она составляет 5 мкм для титана и 10 мкм для алюминия. Возможно напыление на ткань вакуумплотного слоя металла толщиной около 1 мкм.

Рассмотрим пример выполнения выпускного окна для ускорителя с энергией электронов 1 МВ и током 0,5 А. Существуют программы расчета прохождения электронов через вещество, но проще воспользоваться табличными данными, например, из [Баранов В. Ф. Дозиметрия электронного излучения. -М. Атомиздат, 1974] при массовой толщине пироуглеродной ткани 0,03 г/см2 и алюминиевой фольги 2,710-3 г/см2 потери энергии пучка составят около 1% Диаметр окна составит 6 см.

Таким образом, изобретение позволяет выпускать большие величины токов (единицы ампер) с малыми потерями энергии в выпускном окне, что позволяет повысить КПД работы выпускного окна.

Формула изобретения

Выпускное окно электронного ускорителя, содержащее фланец с отверстием, закрытым прозрачной для электронов фольгой с поддерживающей подложкой, отличающееся тем, что поддерживающая подложка выполнена из пироуглеродной ткани.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электрофизике, конкретно к области ускорения, транспортировки и преобразования пучков заряженных частиц

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при создании сильноточных релятивистских импульсных электронных ускорителей микросекундного диапазона

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при создании сильноточных релятивистских импульсных электронных ускорителей микросекундного диапазона

Изобретение относится к ускорительной технике, в частности к ускорителям электронов с выводом пучка ускоренных электронов в атмосферу

Изобретение относится к ускорительной технике, в частности к малогабаритным запаянным нейтронным трубкам, и может быть использовано при разработке генераторов нейтронов для исследования геофизических и промысловых скважин

Изобретение относится к электротехнике и позволяет уменьшить удельные массогабаритные параметры инжектора электронов

Изобретение относится к области ускорительной технике

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано для вывода пучка заряженных частиц в атмосферу или облучаемую среду

Изобретение относится к способу и устройству для охлаждения фольги выходного окна ускорителя электронного пучка

Изобретение относится к физической электронике, квантовой электронике, плазмохимии и диагностическим измерениям

Изобретение относится к области электронной техники. Узел выходного окна устройства генерирования электронного пучка(10) содержит опорную пластину (22) и фольгу (20) выходного окна для электронов. Опорная пластина (22) выполнена с возможностью уменьшения складок в указанной фольге (20). Фольга (20) скреплена с опорной пластиной (22) вдоль замкнутой линии (26) скрепления, ограничивающей область, в которой опорная пластина (22) содержит структуру отверстий и опорных частей для фольги, расположенных чередующимся образом. Когда в корпусе (14) создается вакуум, указанная структура выполнена с возможностью формирования топографического профиля фольги (20), по существу поглощающего любой избыток фольги. Изобретение также относится к способу уменьшения складок в фольге. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к области электронной техники. Сборочный узел состоит из опорной пластины (22) и фольги (20) выходного окна для применения в электронно-лучевом устройстве, причем опорная пластина (22) сконструирована для уменьшения складок в фольге (20), которые могут появляться вследствие избытка фольги, возникающего в процессе сборки. Фольга (20) прикреплена к опорной пластине (22) вдоль замкнутой линии (26) крепления, ограничивающей по существу круговую область, в которой опорная пластина (22) снабжена отверстиями и поддерживающими фольгу участками и в коей области фольга предназначена служить участком стенки вакуумно-плотного корпуса электронно-лучевого устройства. Изобретение относится также к способу уменьшения складок. Технический результат - повышение эффективности разрешения прохода электронов и срока службы фольги. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к области получения мощных ионных пучков (МИП) и может быть использовано в ускорителях, работающих в непрерывном и импульсном режимах

Изобретение относится к ускорительной технике и радиационной технологии, а более конкретно к технологическому оборудованию, предназначенному для радиационной модификации органических материалов, и может использоваться при создании технологических линий по производству радиационно модифицируемых полимерных пленок

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электромагнитным устройствам развертки пучка, которые используются для облучения различных объектов

Изобретение относится к сильноточной импульсной технике, к ускорительной технике и может быть использовано для генерации сильноточных высоковольтных электрических импульсов прямоугольной формы для запитки ускорительных устройств, плазменных, лайнерных нагрузок и т.д
Наверх