Источник тормозного излучения



Источник тормозного излучения
Источник тормозного излучения
Источник тормозного излучения
Источник тормозного излучения
Источник тормозного излучения

 


Владельцы патента RU 2468545:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано в средствах неразрушающего контроля материалов и изделий. Устройство содержит магнитопровод, полюсы, обмотки возбуждения, центральные вкладыши, ускорительную камеру, мишень, три системы обмоток смещения. Обмотки смещения первой и второй систем расположены между ускорительной камерой и магнитопроводом, в обмотках первой системы, образуемой ближними к полюсам обмотками, направление импульсных токов совпадает с направлением токов в обмотках возбуждения, а обмотки второй системы расположены между обмотками первой системы с зазорами относительно обмоток первой системы и между собой. Направления импульсных ампер-витков обмоток первой и второй систем противоположные. Первая система обмоток выполнена с импульсными ампер-витками в конце цикла ускорения, меньшими импульсных ампер-витков второй системы обмоток. Обмотки смещения третьей системы выполнены с радиальным размером, меньшим радиуса равновесной орбиты, и направлением импульсных ампер-витков, одинаковым с направлением импульсных ампер-витков первой системы обмоток смещения. Техническим результатом является уменьшение размера фокусного пятна тормозного излучения в аксиальном направлении с возможностью регулирования соотношения размеров фокусного пятна в аксиальном и радиальном направлениях. 5 ил.

 

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано в средствах неразрушающего контроля материалов и изделий.

Известен источник тормозного излучения (Л.М Ананьев., А.А.Воробьев, В.И.Горбунов. Индукционный ускоритель электронов - бетатрон. - М.: Госатомиздат, 1961, с.228-231), содержащий магнитопровод, полюсы, обмотки возбуждения на полюсах, центральные вкладыши, ускорительную камеру между полюсами, мишень, расположенную в ускорительной камере, обмотки смещения ускоренных электронов на мишень с импульсными ампер-витками в конце цикла ускорения, расположенные на центральных вкладышах или на полюсах.

В этом источнике смещение электронов с равновесной орбиты на мишень реализуется за счет их доускорения импульсным магнитным полем обмоток смещения.

Известен источник тормозного излучения (Москалев В.А. Бетатроны. - М.: Энергоиздат, 1981, с.38), выбранный в качестве прототипа, содержащий магнитопровод, полюсы, обмотки возбуждения на полюсах, центральные вкладыши, ускорительную камеру между полюсами, мишень, расположенную в ускорительной камере на радиусе, большем радиуса равновесной орбиты, две системы расположенных на полюсах обмоток смещения с одинаковыми по величине и противоположно направленными импульсными ампер-витками в конце цикла ускорения и радиальными размерами, меньшими радиуса равновесной орбиты ускоряемых электронов у обмоток смещения первой системы, и радиальными размерами, большими радиуса равновесной орбиты ускоряемых электронов у обмоток смещения второй системы.

В этом источнике смещение электронов с равновесной орбиты на мишень реализуется за счет уменьшения индукции в области равновесной орбиты импульсным магнитным полем обмоток смещения.

Известные источники тормозного излучения имеют достаточно малые размеры (до 0,2 мм) фокусного пятна только в радиальном направлении, но при гораздо больших размерах, превышающих 2 мм, в направлении, перпендикулярном плоскости ускорения - в аксиальном направлении. Такое соотношение ограничивает, например, функциональные параметры промышленных томографов на основе этих источников.

Большие размеры фокусного пятна в аксиальном направлении являются следствием больших амплитуд колебаний электронов в этом направлении в процессе смещения электронов с равновесной орбиты на мишень из-за малых сил, действующих на отклоняющиеся от плоскости ускорения электроны, величины которых определяются малыми величинами радиальной составляющей индукции между ускорительными полюсами вблизи плоскости ускорения в процессе смещения.

Задачей настоящего изобретения является уменьшение размера фокусного пятна тормозного излучения в аксиальном направлении с возможностью регулирования соотношения размеров фокусного пятна в аксиальном и радиальном направлениях.

Поставленная задача достигается тем, что в источнике тормозного излучения, который содержит магнитопровод, полюсы, обмотки возбуждения на полюсах, центральные вкладыши, ускорительную камеру между полюсами, мишень, расположенную в ускорительной камере на радиусе, большем радиуса равновесной орбиты, две системы обмоток смещения с противоположно направленными импульсными ампер-витками в конце цикла ускорения, обмотки смещения расположены между ускорительной камерой и магнитопроводом, в обмотках смещения первой системы, образуемой ближними к полюсам обмотками смещения, направление импульсных ампер-витков совпадает с направлением токов в обмотках возбуждения на полюсах, а обмотки смещения второй системы расположены между обмотками смещения первой системы с зазорами относительно обмоток смещения первой системы и между собой, причем первая система обмоток выполнена с импульсными ампер-витками в конце цикла ускорения, меньшими импульсных ампер-витков второй системы обмоток, и введена третья система обмоток с направлением импульсных ампер-витков, одинаковым с направлением импульсных ампер-витков в обмотках смещения первой системы, и радиальным размером, меньшим радиуса равновесной орбиты.

Отличительными от прототипа признаками являются расположение обмоток смещения между ускорительной камерой и магнитопроводом, совпадение направлений импульсных ампер-витков в обмотках смещения первой системы ближних к полюсам обмоток смещения с направлением токов в обмотках возбуждения на полюсах, расположение обмоток смещения второй системы с зазором относительно обмоток смещения первой системы ближних к полюсам обмоток смещения и между собой, выполнение первой системы обмоток смещения с импульсными ампер-витками в конце цикла ускорения, меньшими импульсных ампер-витков второй системы обмоток смещения, и введение третьей системы обмоток смещения с направлением импульсных ампер-витков, одинаковым с направлением импульсных ампер-витков в обмотках смещения первой системы, и радиальным размером, меньшим радиуса равновесной орбиты.

Размеры фокусного пятна тормозного излучения задаются размерами области мишени, которая облучается электронами, ускоренными на равновесной орбите, относительно которой они совершали бетатронные колебания, смещенными с равновесной орбиты и переместившимися в пространстве между равновесной орбитой и мишенью по спиральной траектории.

Размер облучаемой области мишени в аксиальном направлении определяется амплитудами колебаний электронов в аксиальном направлении в процессе смещения, величины которых обратно пропорциональны величине аксиального градиента радиальной составляющей индукции.

При этом радиальный размер облучаемой области мишени определяется шагом спиральной траектории, величина которого задается распределением индукции в процессе смещения.

В процессе смещения импульсное магнитное поле, формируемое первой и второй системами обмоток, увеличивает в зависимости от величины импульсных ампер-витков степень спадания магнитного поля в области между равновесной орбитой и радиальным положением мишени в гораздо большей степени, чем при реализации процесса смещения в известных устройствах. Радиальная составляющая индукции во всех точках этой области вблизи плоскости ускорения увеличивается, причем степень увеличения является возрастающей функцией радиального отличия от положения равновесной орбиты. В результате в процессе смещения амплитуда аксиальных колебаний электронов уменьшается, электроны падают на мишень с уменьшенной амплитудой аксиальных колебаний, облучают область поверхности малого аксиального размера, что обеспечивает малый аксиальный размер фокусного пятна тормозного излучения.

Выполнение первой системы обмоток смещения с импульсными ампер-витками в конце цикла ускорения, меньшими импульсных ампер-витков второй системы обмоток смещения, и введение третьей системы обмоток смещения с направлением импульсных ампер-витков, одинаковым с направлением импульсных ампер-витков в обмотках смещения первой системы, и радиальным размером, меньшим радиуса равновесной орбиты, позволяет смещать электроны при заданном, в зависимости от соотношения и величины импульсных ампер-витков первой, второй и третьей систем обмоток смещения, спадании индукции магнитного поля в области между равновесной орбитой и радиальным положением мишени без изменения энергии электронов. Это обеспечивает регулирование соотношения амплитуды аксиальных колебаний и шага спиральной траектории в процессе перемещения электронов от равновесной орбиты к радиальному положению мишени и, значит, соотношения между аксиальным и радиальным размерами фокусного пятна.

На фиг.1 показана схема предлагаемого устройства в двух проекциях.

На фиг.2 - радиальные распределения индукции В в плоскости ускорения.

Зависимость 1 - перед началом процесса смещения электронов с равновесной орбиты.

Зависимость 2 - при достижении порогового значения индукции на радиусе равновесной орбиты при реализации устройства-прототипа.

Зависимости 3, 4, 5 - при достижении порогового значения индукции на радиусе равновесной орбиты при реализации предлагаемого устройства при различных ампер-витках систем обмоток смещения и их соотношениях.

На фиг.3 - зависимости магнитного потока F от радиуса R.

Зависимость 1 - перед началом процесса смещения электронов с равновесной орбиты.

Зависимость 2 - при достижении порогового значения индукции на радиусе равновесной орбиты при реализации устройства-прототипа.

Зависимости 3, 4, 5 - при достижении порогового значения индукции на радиусе равновесной орбиты при реализации предлагаемого устройства при различных ампер-витках систем обмоток смещения и их соотношениях.

На фиг.4 - аксиальные распределения радиальной составляющей индукции BR на равновесной орбите.

Зависимость 1 - перед началом процесса смещения электронов с равновесной орбиты.

Зависимость 2 - при достижении порогового значения индукции на радиусе равновесной орбиты при реализации устройства-прототипа.

Зависимости 3, 4, 5 - при достижении порогового значения индукции на радиусе равновесной орбиты при реализации предлагаемого устройства при различных ампер-витках систем обмоток смещения и их соотношениях.

На фиг.5 - аксиальные распределения радиальной составляющей индукции BR на радиусе положения мишени RM.

Зависимость 1 - перед началом процесса смещения электронов с равновесной орбиты.

Зависимость 2 - при достижении порогового значения индукции на радиусе равновесной орбиты при реализации устройства-прототипа.

Зависимости 3, 4, 5 - при достижении порогового значения индукции на радиусе равновесной орбиты при реализации предлагаемого устройства при различных ампер-витках систем обмоток смещения и их соотношениях.

Источник тормозного излучения содержит магнитопровод 1, полюсы 2, обмотки возбуждения 3 на полюсах 2, центральные вкладыши 4, ускорительную камеру 5 с внешним радиусом RK между полюсами 2, мишень 6, расположенную на инжекторе 7 в ускорительной камере 5 на радиусе RM, большем радиуса равновесной орбиты R0, две системы обмоток смещения с противоположно направленными импульсными ампер-витками в конце цикла ускорения. Первая система содержит обмотки смещения 8 и 9, вторая система содержит обмотки смещения 10 и 11. Обмотки смещения 8, 9, 10, 11 расположены между ускорительной камерой 5 и магнитопроводом 1. В обмотках смещения первой системы ближних к полюсам обмоток смещения 8, 9 направление импульсных ампер-витков совпадает с направлением токов в обмотках возбуждения 3 на полюсах 2. Обмотки смещения 10 и 11 второй системы расположены с зазором Н относительно обмоток смещения 8, 9 первой системы ближних к полюсам обмоток смещения. Направление импульсных ампер-витков в обмотках смещения 10 и 11 противоположно направлению токов в обмотках возбуждения 3 и, соответственно, импульсных ампер-витков в обмотках смещения 8 и 9.

Обмотки смещения 10 и 11 расположены с зазором L между ними, меньшим, например, размера h ускорительной камеры 5 в аксиальном направлении.

Часть зазора, например, за пределами радиуса RFe между обмотками смещения 8 и 10, а также между обмотками смещения 9 и 11 заполнена магнитным материалом 12.

В пространстве между полюсами, ограниченном радиусом R3, меньшим радиуса равновесной орбиты R0, установлена третья система обмоток, содержащая, например, обмотки 14 и 15 на полюсах 2 с направлением импульсных ампер-витков в конце цикла ускорения, одинаковым с направлением токов в обмотках возбуждения 3.

Системы обмоток выполнены с возможностью изменения амплитуд импульсных ампер-витков.

В цикле работы устройства нарастающий ток в обмотках возбуждения 3 создает нарастающий магнитный поток в магнитопроводе 1, центральных вкладышах 4, полюсах 2, межполюсном пространстве и, при наличии, в магнитном материале в зазорах Н между обмотками смещения 8 и 10, 9 и 11. В момент оптимального соответствия между напряжением инжекции инжектора 7 и индукцией магнитного поля в пространстве между полюсами 2 часть электронов из инжектора 7 в ускорительной камере 5 захватывается в ускорение на равновесной орбите, радиус которой R0 задается параметрами центральных вкладышей 4 и распределением магнитной индукции в пространстве между полюсами 2, задаваемым профилем полюсов 2 и при наличии магнитным материалом 12 в зазорах Н между обмотками смещения 8 и 10, 9 и 11.

Под действием электрического поля, индуцированного нарастающим магнитным потоком, электроны ускоряются на равновесной орбите, совершая относительно нее бетатронные колебания, амплитуда которых в радиальном и аксиальном направлениях определяется степенью спадания магнитной индукции в пространстве между полюсами.

В конце цикла ускорения перед началом процесса смещения магнитное поле, созданное токами обмоток возбуждения 3 в пространстве между полюсами 2, достигает величины индукции на равновесной орбите В0, с распределением индукции В (фиг.2, зависимость 1) в области между равновесной орбитой с радиусом, например, R0=50 мм, и мишенью на радиусе RM=70 мм в плоскости ускорения при потоке в пределах равновесной орбиты, равном Fo (фиг.3, зависимость 1, R=50 mm).

Действием импульсных магнитных полей первой, второй и третьей систем обмоток смещения запускается процесс смещения ускоренных электронов на мишень.

При этом импульсным магнитным полем обмоток смещения индукция в области равновесной орбиты уменьшается до порогового значения смещения, например, на 20%, при котором магнитное поле не может удерживать электроны на равновесной орбите. Причем в процессе достижения порогового значения магнитный поток в пределах равновесной орбиты дополнительно за счет действия обмоток смещения не изменяется (фиг.3, зависимость 4, R=50 mm) и не происходит соответствующее дополнительное изменение энергии электронов.

Достижение порогового значения смещения сопровождается изменением распределения магнитной индукции в пространстве между равновесной орбитой и радиальным положением мишени с увеличением его спада.

Пороговому значению смещения соответствует распределение магнитной индукции в пространстве между равновесной орбитой и радиальным положением мишени (фиг.2, зависимость 4) с гораздо большим спадом, чем до запуска процесса смещения (фиг.2, зависимость 1) и при реализации смещения в известном устройстве-прототипе (фиг.2, зависимость 2).

Подбором величин ампер-витков первой, второй и третьей систем обмоток смещения одному и тому же пороговому значению индукции на радиусе равновесной орбиты ставятся в соответствие различные радиальные спады индукции (фиг.2, например, зависимости 4 и 5).

Соотношение ампер-витков, соответствующих, например, зависимостям 5 и 4 (фиг.2, 3, 4, 5): для первой системы обмоток смещения - 2, для второй системы обмоток смещения - 1.8, для третьей системы - 0.9.

Подбором величин ампер-витков первой, второй и третьей систем обмоток смещения обеспечивается, например, множество радиальных распределений индукции В между зависимостями 4 и 5 с соответствующими спадами, которым соответствует отсутствие дополнительного изменения энергии электронов.

Отклонения от такого подбора вызывают дополнительные изменения энергии электронов. Зависимость 3 (фиг.2), в качестве примера, показывает распределение индукции при соотношениях ампер-витков систем обмоток смещения по отношению к таковым, соответствующим зависимости 4: для первой системы обмоток смещения - 1, для второй системы обмоток смещения - 1, для третьей системы - 0.5, при которых происходит дополнительное изменение магнитного потока в пределах равновесной орбиты в процессе смещения (фиг.3, зависимость 3, R=50 mm) и соответствующее дополнительное изменение энергии электронов действием обмоток смещения.

Увеличенным спадам соответствуют увеличенные аксиальные градиенты (фиг.4, 5). Возрастающие от положения равновесной орбиты (фиг.4) к радиальному положению мишени (фиг.5), регулируемые изменением ампер-витков систем обмоток смещения аксиальные градиенты радиальных составляющих индукции BR (зависимости 4, 5), превышают аксиальные градиенты при реализации устройства-прототипа (зависимости 2).

Увеличенным и регулируемым аксиальным градиентам соответствуют увеличенные и регулируемые аксиальные силы, действующие на электроны при их отклонении от плоскости смещения (ускорения), что приводит к регулируемому уменьшению амплитуды аксиальных колебаний электронов в процессе смещения и, значит, к регулируемому уменьшению аксиального размера облучаемой области поверхности мишени и, соответственно, к регулируемому уменьшению аксиального размера фокусного пятна тормозного излучения.

В то же время регулируемому увеличенному спаду индукции соответствует регулируемый увеличенный шаг спиральных траекторий перемещения электронов с равновесной орбиты на мишень, что приводит к одновременному регулируемому возрастанию радиального размера облучаемой области поверхности мишени и соответственно к регулируемому увеличению размера фокусного пятна тормозного излучения в радиальном направлении.

Тормозное излучение из мишени 6 с уменьшенным аксиальным размером фокусного пятна и возможностью регулирования его соотношения с радиальным размером выходит через стенку ускорительной камеры 5 и зазор между обмотками 10, 11 второй системы на облучаемый объект.

Коммутацией импульсных ампер-витков систем обмоток смещения от цикла ускорения к циклу устройство обеспечивает коммутацию соотношения размеров фокусного пятна от цикла ускорения к циклу в заданном диапазоне, от минимального размера в радиальном направлении при большом размере в аксиальном направлении до минимального размера в аксиальном направлении при большом размере в радиальном направлении.

Источник тормозного излучения, содержащий магнитопровод, полюсы, обмотки возбуждения на полюсах, центральные вкладыши, ускорительную камеру между полюсами, мишень, расположенную в ускорительной камере на радиусе, большем радиуса равновесной орбиты, две системы обмоток смещения с противоположными направлениями импульсных ампер-витков в конце цикла ускорения, отличающийся тем, что обмотки смещения расположены между ускорительной камерой и магнитопроводом, в обмотках смещения первой системы, образуемой ближними к полюсам обмотками смещения, направление импульсных ампер-витков совпадает с направлением токов в обмотках возбуждения на полюсах, а обмотки смещения второй системы расположены между обмотками смещения первой системы с зазорами относительно обмоток смещения первой системы и между собой, причем первая система обмоток выполнена с импульсными ампер-витками в конце цикла ускорения, меньшими импульсных ампер-витков второй системы обмоток, и введена третья система обмоток с направлением импульсных ампер-витков, одинаковым с направлением импульсных ампер-витков в обмотках смещения первой системы, и радиальным размером, меньшим радиуса равновесной орбиты.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области физики пучков заряженных частиц и ускорительной техники. .

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при разработке источников тормозного излучения. .

Изобретение относится к области циклотронной техники и может быть использовано в компактных изохронных циклотронах. .

Изобретение относится к ускорительной и СВЧ технике. .

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при выполнении лучевой терапии злокачественных опухолей пучками адронов. .

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при выполнении лучевой терапии злокачественных опухолей пучками адронов. .

Изобретение относится к медицинской технике и используется при выполнении лучевой терапии злокачественных опухолей пучками адронов, конкретно при лечении злокачественных опухолей молочной железы пучками протонов и ионов углерода.

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при выполнении лучевой терапии злокачественных опухолей пучками адронов. .

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при выполнении лучевой терапии злокачественных опухолей. .

Изобретение относится к ускорительной технике

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при выполнении лучевой терапии злокачественных опухолей поджелудочной железы пучками адронов

Заявленное изобретение относится к источникам излучения с множеством уровней энергии. В заявленном способе для приведения частоты подаваемой к ускорителю РЧ энергии в соответствие с резонансной частотой ускорителя предусмотрено использование устройств автоматической подстройки частоты. В одном варианте, где генератором мощных радиочастотных импульсов является механически настраиваемый магнетрон, предусмотрена автоматическая подстройка частоты для приведения частоты мощных РЧ импульсов одного уровня энергии в соответствие с резонансной частотой ускорителя во время подачи этих мощных РЧ импульсов, а управление магнетроном выполняется так, чтобы частотный сдвиг в магнетроне при другом уровне энергии питания, по меньшей мере частично, соответствовал бы сдвигу резонансной частоты ускорителя во время подачи этих РЧ импульсов. В других вариантах, когда генератором мощных радиочастотных импульсов является клистрон или электрически настраиваемый магнетрон, для каждого уровня энергии РЧ импульсов предусмотрено отдельное устройство автоматической подстройки частоты. Техническим результатом является повышение эффективности исследования содержимого различных объектов без их вскрытия. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к реактивным средствам перемещения преимущественно в свободном космическом пространстве. Предлагаемое средство перемещения содержит корпус (1), полезную нагрузку (2), систему управления и не менее одной кольцевой системы сверхпроводящих фокусирующе-отклоняющих магнитов (3). Каждый магнит (3) прикреплен к корпусу (1) силовым элементом (4). Предпочтительно использовать две описанных кольцевых системы, расположенных в параллельных плоскостях («друг над другом»). Каждая кольцевая система предназначена для длительного хранения циркулирующего в ней потока (5) высокоэнергичных электрически заряженных частиц (релятивистских протонов). Потоки в кольцевых системах взаимно противоположны и вводятся в эти системы перед полетом (на орбите старта). К выходу одного из магнитов (3) «верхней» кольцевой системы прикреплено устройство (6) для выведения части потока (7) во внешнее космическое пространство. Аналогично производится выведение части потока (9) через устройство (8) одного из магнитов «нижней» кольцевой системы. Потоки (7) и (9) создают реактивную тягу. Устройства (6) и (8) могут быть выполнены в виде отклоняющей магнитной системы, нейтрализатора электрического заряда потока или ондулятора. Техническим результатом изобретения является увеличение энергоотдачи рабочего тела, создающего тягу. 1 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к технике ускорения частиц. Ускоритель (100) частиц содержит питающее устройство (110), возбуждающие блоки (120) на твердотельных переключателях, секции (130) магнитного сердечника и устройство (140) управления переключателями. Возбуждающие блоки (120) соединены с питающим устройством (110) для получения от него электрического питания, и каждый возбуждающий блок содержит твердотельный переключатель, управляемый электрически для включения и выключения для избирательной подачи возбуждающих импульсов на выход возбуждающего блока. Секции (130) магнитного сердечника расположены симметрично вдоль центральной оси пучка, и каждый сердечник в секции соединен с соответствующим возбуждающим блоком (120) через электрическую обмотку, соединенную с выходом возбуждающего блока. Устройство (140) управления переключателями соединено с возбуждающими блоками (120) для подачи сигналов, управляющих включением и выключением твердотельных переключателей, для избирательного возбуждения магнитных сердечников, чтобы создать электрическое поле для ускорения пучка заряженных частиц вдоль оси пучка. Технический результат - повышение надежности и безопасности ускорителя. 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Заявленное изобретение относится к способу соединения криомодулей коллайдера, а также коаксиальных труб из разнородных металлов в различных криогенных устройствах, используемых при экстремальных температурных и агрессивных условиях и при больших перепадах давлений. В заявленном способе вначале изготавливают фланец. Из нержавеющей стали вырезают диск (2), затем диск плакируют с двух сторон листами ниобия или титана (3) за счет соединения (5), осуществляемого сваркой взрывом. Полученный диск из триметалла правят и обтачивают до размера, равного внешнему диаметру кожуха коллайдера. Далее по центру диска вырезают отверстие диаметром, равным внешнему диаметру ниобиевого патрубка (1), который вставляют в отверстие изготовленного фланца и приваривают (соединение 4) по обеим сторонам отверстия к кромкам листов из ниобия или титана электронно-лучевой сваркой. Для полного устранения образования интерметаллидов сварку взрывом стального диска с листами ниобия или титана осуществляют через никелевую прослойку. Техническим результатом является обеспечение необходимой точности размеров переходника, исключение образования интерметаллидов в сварном соединении, устранение возможности протечки жидкого гелия в полость ниобиевого резонатора, снижение расхода материалов при изготовлении патрубка. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Заявленное изобретение относится к способу увеличения временной длительности выведенного из синхроциклотрона протонного пучка при помощи С-электрода. В заявленном способе вместо принципа синхроциклотронного медленного доускорения пучка по способу-прототипу применяется принцип продольной модуляции импульса протонов при помощи С-электрода, что обеспечивает осуществление радиальной резонансной раскачки протонов с возрастанием их амплитуды и вывода их из ускорителя. Техническим результатом является повышение энергетической монохроматичности пучка примерно в 100 раз и полное исключение импульсной временной микроструктуры пучка, что повышает качество растянутого пучка синхроциклотрона и расширяет возможности его использования при проведении физических экспериментов.

Изобретение относится к ускорителю для ускорения заряженных частиц. Заявленный ускоритель содержит, по меньшей мере, два последовательно установленных по ходу луча высокочастотных резонатора, с помощью которых ускоряется импульсная последовательность, содержащая несколько пучков частиц. Также ускоритель содержит устройство управления для управления высокочастотными резонаторами. С помощью устройства управления соответствующие высокочастотные поля, создаваемые в высокочастотных резонаторах во время ускорения импульсной последовательности, регулируются независимо друг от друга таким образом, что при ускорении импульсной последовательности несколько пучков частиц импульсной последовательности получают разные ускорения. Кроме того, изобретение предусматривает регулирование создаваемых полей в высокочастотных резонаторах во время ускорения импульсной последовательности независимо друг от друга таким образом, что при ускорении импульсной последовательности несколько пучков импульсной последовательности частиц получают разные ускорения. Техническим результатом является повышение эффективности ускорения заряженных частиц разного рода до различных энергий с возможностью повышения гибкости управления работой ускорителя, а также возможность быстрого облучения большого диапазона глубин. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к ускорительной технике и может применяться в тандемных ускорителях заряженных частиц для ионной имплантации, нейтронозахватной терапии рака или для обнаружения взрывчатых и наркотических веществ. Внутри высоковольтного электрода (2) расположена газовая обдирочная мишень в виде трубки (4) с напуском газа посередине через систему подвода газа (8). При этом обдирочная мишень наклонена относительно оси ускорения заряженных частиц; кроме того, перед входом в мишень и после выхода из нее установлены магниты (3) с поперечным магнитным полем. Поперечное магнитное поле отклоняет вытекающие из обдирочной мишени низкоэнергетичные положительные ионы обдирочного газа на угол порядка единицы в поглотитель (5). Поперечное магнитное поле также отклоняет на небольшой угол и ионы высокой энергии. При этом поток вытекающего газа из мишени направлен не в центр входной и выходной диафрагмы высоковольтного электрода, а во внутреннюю стенку высоковольтного электрода. Техническим результатом является обеспечение обдирки пучка отрицательных ионов газа в обдирочной трубке и исключение ускорения образующихся положительных ионов газа обдирочной мишени, а также улучшение газовых условий в ускорительном канале. 1 ил.

Изобретение относится к области ускорительной техники. ВЧ резонатор содержит камеру, окружающую камеру проводящую стенку (15), которая имеет внутреннюю сторону (19) и внешнюю сторону (17), и устройство переключения с множеством твердотельных переключателей (29), которые размещены по периметру стенки (15) вокруг камеры, причем твердотельные переключатели (29) с проводящей стенкой (15) соединены таким образом, что при активировании устройства переключения ВЧ токи индуцируются в проводящей стенке (15), за счет чего ВЧ мощность вводится в камеру ВЧ резонатора (11), причем на внешней стороне (17) проводящей стенки (15) вдоль периметра ВЧ резонатора (11) имеется экранирующее устройство (33, 37, 39, 41, 43), которое повышает импеданс пути распространения ВЧ токов вдоль внешней стороны (17) стенки (15), так что введенные в стенку (15) ВЧ токи подавляются на внешней стороне (17) стенки (15). Кроме того, изобретение относится к ускорителю с подобным ВЧ резонатором. Технический результат - повышение безопасности работы ускорителя и повышение гибкости управления ускорителем. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 10 ил.
Наверх