Циклический ускоритель пылевых заряженных частиц

Авторы патента:

H05H5 - Ускорители на постоянном напряжении; моноимпульсные ускорители (H05H 3/06 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2456781:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) (RU)

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для моделирования микрометеоритов и техногенных частиц. Заявленное устройство содержит цилиндрические электроды, высоковольтный источник питания, индукционные датчики и усилитель, отличающийся тем, что все нечетные и четные цилиндрические электроды соответственно соединены с первым и вторым выходом источника высокого напряжения, в углах тракта установлены квадруполи, входы первого, третьего и четвертого из которых соединены с выходами высоковольтного источника питания, а входы второго квадруполя соединены с выходами управляемого высоковольтного источника питания, вход которого соединен с выходом усилителя. Техническим результатом является повышение плотности потока частиц на выходе. 1 ил.

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для моделирования микрометеоритов и техногенных частиц.

Известен Ускоритель высокоскоростных твердых частиц, содержащий инжектор, источник высокого напряжения, цилиндрические электроды и мишень, цилиндрические электроды имеют такие размеры и расположение, что образуют ускоряющие секции с коэффициентом времени пролета 0,99 и замедляющие секции с меньшим коэффициентом времени пролета (Семкин Н.Д., Пияков А.В., Пияков И.В., Паранин В.Д. // Патент на полезную модель №2371891, Бюл. №33 от 27.11.2008).

Наиболее близким аналогом является циклический ускоритель высокоскоростных твердых частиц, содержащий высоковольтный источник питания, тороидальные дефлекторы, высоковольтный усилитель и перестраиваемый генератор, тороидальные дефлекторы, индукционные датчики и попарно соединенные цилиндрические электроды, подключенные к выходам высоковольтного усилителя, входы которого подключены к выходу генератора с изменяющимися во времени частотой и длительностью импульсов в пачке, работающего под управлением ЭВМ, подключенной к нему через блок сопряжения, другие входы блока сопряжения подключены к выходам выходных усилителей сигналов индукционных датчиков и селектора скоростей (Семкин Н.Д., Пияков А.В., Воронов К.Е., Погодин А.П. Богоявленский Н.Л. // Патент на изобретение №2335868, Бюл. №28 от 10.10.2008).

Однако он обладает недостатком.

Ввиду того, что в ускорителе в каждый промежуток времени может ускоряться лишь одна частица, на выходе ускорителя имеются единичные частицы с периодом следования 1 частица в секунду.

Поставлена задача: разработать ускоритель, обладающий большей плотностью потока частиц на выходе.

Поставленная задача достигается тем, что в циклический ускоритель высокоскоростных твердых частиц, содержащий индукционные датчики, усилитель, цилиндрические электроды, источник фиксированного высокого напряжения, цилиндрические электроды, селектор скоростей, согласно изобретению в промежутке между последней парой индукционных датчиков и мишенью установлен модифицированный селектор частиц, вход которого подключен к выходу блока управления модифицированным селектором частиц, входы блока управления модифицированным селектором частиц подключены к выходам селектора скоростей и селектора удельных зарядов.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид ускорителя.

Устройство содержит цилиндрические электроды 1, источник высокого напряжения 2, высоковольтный источник питания 3, индукционные датчики 4, усилитель 5, управляемый высоковольтный источник питания 6, квадруполи 7. Цилиндрические электроды 1 имеют такую форму и расположены таким образом, что образуют ускоряющие секции с коэффициентом времени пролета 0,99 и замедляющие секции с меньшим коэффициентом времени пролета, все четные цилиндрические электроды 1 соединены между собой и подключены к первому выходу источника высокого напряжения 2, все нечетные цилиндрические электроды соединены между собой и подключены ко второму выходу источника высокого напряжения 2, выходы высоковольтного источника питания 3 соединены со входами первого, третьего и четвертого квадруполей 7, выходы индукционных датчиков 4 соединены со входами усилителя 5, выход усилителя 5 соединен со входом управляемого высоковольтного источника питания 6, выходы которого соединены со входами второго квадруполя 7.

Устройство работает следующим образом. Через отверстие в первом квадруполе 7 в тракт ускорителя поступает поток заряженных частиц, который, проходя последовательно цилиндрические электроды 2, ускоряется в нечетных ускоряющих секциях и замедляется в четных ускоряющих секциях. Так как коэффициент времени пролета у четных секций выше, чем у нечетных, то поток частиц получает приращение в скорости. Проходя через индукционные датчики 4, частицы наводят на них потенциал, который усиливается усилителем 5 и поступает на вход со входом управляемого высоковольтного источника питания 6. Время прихода сигнала с усилителя 7 соответствует времени пролета частицами индукционных датчиков 4 и обратно пропорционально скорости частиц в потоке. Если скорость частиц в потоке ниже заданной, то управляемый высоковольтный источник питания 6 задает на своих выходах напряжения, идентичные напряжениям на выходах высоковольтного источника питания 3, которые поступают соответственно на входы квадруполей 7, и способствуют искривлению потока частиц, образуя замкнутый контур ускорительного тракта. Когда скорость частиц в потоке будет соответствовать заданной, управляемый высоковольтный источник питания задает на своих выходах нулевые напряжения, и частицы выводятся из тракта через отверстие во втором квадруполе 7.

Так как в данном ускорителе все ускоряющие напряжения статичны и их значения не зависят от параметров частиц, то ускорение частиц может осуществляться потоками, за счет чего достигается большая по сравнению с прототипам плотность потока частиц.

Ускоритель высокоскоростных твердых частиц, содержащий цилиндрические электроды, высоковольтный источник питания, индукционные датчики и усилитель, отличающийся тем, что все нечетные и четные цилиндрические электроды соответственно соединены с первым и вторым выходом источника высокого напряжения, в углах тракта установлены квадруполи, входы первого, третьего и четвертого из которых соединены с выходами высоковольтного источника питания, а входы второго квадруполя соединены с выходами управляемого высоковольтного источника питания, вход которого соединен с выходом усилителя.

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для решения научных и прикладных задач. .

Инжектор линейного индукционного ускорителя // 2455799

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для генерации электронных пучков наносекундной длительности с высокой частотой следования импульсов.

Ускоритель высокоскоростных твердых частиц с автоподстройкой функции распределения частиц по радиусу мишени // 2451434

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для моделирования микрометеоритов и техногенных частиц. .

Ускоритель высокоскоростных твердых частиц // 2447626

Многооборотный ускоритель-рекуператор // 2426282

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при разработке ускорителей-рекуператоров. .

Высоковольтный электрод двойной ступенчатой формирующей линии // 2416893

Изобретение относится к ускорительной технике, а именно к конструктивным элементам формирующей линии сильноточных импульсных ускорителей. .

Способ получения сильноточных диплоидных пучков электронов // 2387109

Изобретение относится к способам получения сильноточных диплоидных пучков электронов и высокоинтенсивного тормозного излучения в импульсных ускорителях. .

Ускоритель высокоскоростных твердых частиц // 2371891

Выпускное окно ускорителя электронов // 2354086

Циклический ускоритель высокоскоростных твердых частиц // 2335868

Коаксиальный магнитоплазменный ускоритель // 2459394

Изобретение относится к области электротехники и электрофизики, а именно к экспериментальной физике и ускорительной технике, и может использоваться для ускорения плазмы до гиперскоростей, а также для получения нанодисперсных порошков титана и его соединений: оксидов, нитридов и др

Линейный индукционный ускоритель // 2459395

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для генерации электронных и ионных пучков наносекундной длительности с высокой частотой следования импульсов

Ионный диод для генерации нейтронов // 2461151

Импульсная ускорительная трубка // 2467429

Импульсная ускорительная нейтронная трубка // 2467526

Изобретение относится к приборам для ускорения ионов в электростатических полях, конкретно к технике генерации нейтронов при ядерном взаимодействии дейтронов с тритиевыми мишенями

Ускорительная трубка // 2467527

Изобретение относится к ускорительной технике, в частности к импульсным сильноточным ускорителям электронов, и предназначено для передачи энергии от мощного источника электромагнитного импульса к нагрузке

Блок излучателя нейтронов // 2477027

Изобретение относится к области физического приборостроения, в частности к источникам нейтронного излучения, и предназначено для использования при разработке нейтронных и рентгеновских генераторов

Ускоритель высокоскоростных твердых частиц // 2487505

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для моделирования микрометеоритов и техногенных частиц

Ленточный транспортер зарядов для электростатических ускорителей // 2504932

Изобретение относится к высоковольтной ускорительной технике и, в частности, к ленточным транспортерам зарядов электростатических ускорителей. В качестве многослойной тканевой основы транспортировочной ленты используют полиэфирно-хлопковую ткань, слои которой соединяют между собой клеем с высокой адгезией, а плакировочные слои ткани выполняют из резиновой смеси на основе бутадиен-нитрильного каучука, включающего мел и каолин. В качестве пластификатора используют дибутилфталат. Это позволяет повысить срок службы ленточного транспортера, снизить степень износа рабочей поверхности, а также ее гигроскопичность, повысить прочность межслойной связи, что в конечном счете в целом приводит к улучшению технологических характеристик предлагаемого устройства.

Способ оценки распределения ионного пучка перезарядного электростатического ускорителя на облучаемом образце // 2515466

Изобретение относится к ускорителям низких и средних энергий различного назначения и, в частности, к электростатическим ускорителям. Заявленный способ включает извлечение ионизированных исследуемым пучком частиц остаточного газа в электрическом поле конденсатора, формирование извлеченных ионизированных частиц в ленточный пучок при помощи щели, отклонение электрическим полем конденсатора ионизированных частиц ленточного пучка в зависимости от их энергии, а также формирование двухмерного изображения сечения исследуемого ионного пучка путем подачи извлеченного ленточного пучка на электронно-оптический преобразователь, состоящий из усилителя на микроканальных пластинах и покрытой люминофором пластины и регистрацию оптического изображения с помощью видеокамеры. Оптическую ось видеокамеры позиционируют относительно экрана датчика изображения сечения пучка. На экран датчика наносят тестовую геометрическую фигуру, которую сравнивают с эталонной геометрической фигурой, заложенную в программном алгоритме вычислительной машины, после чего продолжают юстировку видеокамеры до момента совпадения форм эталонной и тестовой геометрических фигур. Технический результат заключается в повышении точности оценки распределения ионного пучка. 3 ил.