Инжектор заряженных пылевых частиц

Авторы патента:

Пияков Алексей Владимирович (RU)

Сухачев Кирилл Игоревич (RU)

Видманов Алексей Сергеевич (RU)

Дорофеев Александр Сергеевич (RU)

Семкин Николай Данилович (RU)

H05H5/00 - Ускорители на постоянном напряжении; моноимпульсные ускорители (H05H 3/06 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2551129:

федеральное государственное бюджетное 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 в качестве инжектора пылевых частиц в стенде для проведения испытаний по воздействию разнонаправленных потоков ускоренных частиц на материалы и элементов конструкции космических аппаратов. Инжектор заряженных пылевых частиц содержит корпус, зарядную камеру, внешний составной электрод зарядной камеры, бункерный электрод, бункерную камеру и пьезоизлучатель. Зарядный электрод имеет эллиптическую форму, на нем установлены два набора углеродистых нитей, направленных в горизонтальном и в вертикальном направлениях, внешний составной электрод содержит два выходных отверстия, направленных в горизонтальной и вертикальной плоскости, в выходных отверстиях инжектора установлены металлические сетки. Технический результат - увеличение выхода заряженных пылевых частиц и обеспечение двух направлений движения потока заряженных пылевых частиц - вертикального и горизонтального. 2 ил.

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано в качестве инжектора для создания горизонтального и вертикального потоков низкоскоростных заряженных частиц в испытательной вакуумной камере.

Известен инжектор заряженных пылевых частиц, состоящий из бункерной камеры, образованной возбуждающим электродом и внутренней стороной зарядного электрода, зарядной камеры, образованной внешней стороной зарядного электрода и корпусом, иглы (Акишин А.И., Новиков Л.С. Методика и оборудование имитационных испытаний материалов космических аппаратов. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1990, 90 с.).

Наиболее близким аналогом является инжектор заряженных пылевых частиц, состоящий из корпуса, зарядного электрода, зарядной камеры, внешнего составного электрода зарядной камеры, иглы (или набора игл), бункерного электрода, бункерной камеры и микроизлучателя (Н.Д. Семкин, А.В. Пияков, К.Е. Воронов, С.М. Шепелев, Н.Л. Богоявленский. Инжектор заряженных пылевых частиц //Приборы и техника эксперимента, №3, 2006. Стр.: 154-159).

Однако он обладает рядом недостатков: маленький поток частиц на выходе, может создавать поток только в одной горизонтальной плоскости.

Поставлена задача: разработать инжектор заряженных пылевых частиц с увеличенным выходом заряженных пылевых частиц и двумя направлениями движения потока заряженных пылевых частиц - вертикальное и горизонтальное.

Поставленная задача достигается тем, что в инжекторе заряженных пылевых частиц, содержащем корпус, зарядную камеру, внешний составной электрод зарядной камеры, бункерный электрод, бункерную камеру и микроизлучатель, согласно изобретению, зарядный электрод имеет эллиптическую форму, на котором установлены два набора углеродных нитей, направленных в горизонтальном и в вертикальном направлениях, внешний составной электрод содержит два выходных отверстия, направленные в горизонтальной и вертикальной плоскости, в выходных отверстиях инжектора установлены металлические сетки.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан главный вид инжектора и на фиг.2 показан продольный разрез инжектора.

Устройство содержит корпус 1, в котором расположена зарядная камера 2, образуемая зарядным электродом 3 и внешним составным электродом зарядной камеры 4, в котором выполнены горизонтальное 5 и вертикальное 6 выходные отверстия, в отверстиях установлены металлические сетки 7, горизонтальный 8 и вертикальный 9 набор углеродистых нитей, установленные на зарядном электроде 3 соосно горизонтальному 5 и вертикальному 6 выходному отверстию инжектора соответственно, бункерная камера 10 соединена с зарядной камерой 2 через соединительную втулку 11, в бункерной камере 10 установлен бункерный электрод 12 и пьезоизлучатель 13, в бункерную камеру 10 засыпан микропорошок 14.

Устройство работает следующим образом: при подаче высокого напряжения на бункерный электрод 12 и переменного напряжения резонансной частоты на пьезоизлучатель 13 частицы микропорошка 14 приходят в движение под действием электрического поля и механических колебаний пьезоизлучателя, в результате хаотического движения частиц в бункерной камере 10 через соединительную втулку 11 происходит выброс частиц в полость зарядной камеры 2, в зарядной камере частицы микропорошка продолжают свое хаотическое движение, пока не коснутся острия иглы горизонтального 8 или вертикального 9 набора углеродистых нитей, при соприкосновении частицы с острием иглы ей сообщается заряд, и под действием электрического поля частица покидает зарядную камеру 2 через горизонтальное 5 или вертикальное 6 выходные отверстия, в которых установлены металлические сетки 7, эллиптическая форма зарядного электрода обеспечивает наибольшую вероятность движения частиц по двум траекториям - горизонтальной и вертикальной.

Таким образом, увеличивается поток заряженных микрочастиц на выходе инжектора и обеспечивается подача заряженных пылевых частиц одновременно в двух направлениях - горизонтальном и вертикальном.

Инжектор заряженных пылевых частиц, содержащий корпус, зарядную камеру, внешний составной электрод зарядной камеры, бункерный электрод, бункерную камеру и пьезоизлучатель, отличающийся тем, что зарядный электрод имеет эллиптическую форму, на котором установлены два набора углеродистых нитей, направленных в горизонтальном и в вертикальном направлениях, внешний составной электрод содержит два выходных отверстия, направленных в горизонтальной и вертикальной плоскости, в выходных отверстиях инжектора установлены металлические сетки.

Изобретение относится к ускорительной технике наносекундного диапазона и предназначено для генерации мощных электронных пучков, используемых в СВЧ приборах, радиационных технологиях и научных исследованиях.

Блок излучателя нейтронов // 2541509

Изобретение относится к устройствам импульсных излучателей с получением разовых или многоразовых импульсов нейтронного и рентгеновского излучения. В заявленном блоке излучателя нейтронов нейтронная трубка (8) с металлическим корпусом (9) герметично закреплена на торце корпуса блока схемы питания, имеет с ним тепловой и электрический контакты с возможностью смены нейтронной трубки.

Ускоритель высокоскоростных твердых частиц // 2534227

Способ определения аномальной дисперсии // 2534219

Изобретение относится к способам регистрации аномальной дисперсии неоднородного протяженного плазменного столба и может быть использовано в спектроскопии в неоднородных газовых и плазменных средах, в лазерной спектроскопии и в спектральном анализе газообразных веществ.

Инжектор заряженных пылевых частиц // 2532688

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано в качестве инжектора пылевых частиц для последующей ускорительной системы. Инжектор заряженных пылевых частиц, содержащий корпус, зарядный электрод, зарядную камеру, внешний составной электрод зарядной камеры, иглу (или набор игл), бункерную камеру.

Импульсный ускоритель твердых частиц // 2523666

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для моделирования микрометеоритов и техногенных частиц. Каскадный импульсный ускоритель твердых частиц содержит инжектор, индукционные датчики, усилители, цилиндрические электроды, резисторы делителя, колонны разделительных сопротивлений, высоковольтные конденсаторы, неуправляемые разрядники, управляемые разрядники, систему управления, датчик тока, источник высокого напряжения, шину данных, мишень, согласующее устройство, электронно-вычислительную машину.

Ускорительная нейтронная трубка // 2521050

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

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.

Ускоритель высокоскоростных твердых частиц // 2487505

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

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.

Резонансный ускоритель пылевых частиц // 2551652

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для моделирования микрометеоритов и техногенных частиц. Резонансный ускоритель пылевых частиц содержит инжектор, индукционные датчики, усилители, мишень. Соосно инжектору установлены сквозной изолятор, экранирующий электрод, автогенератор и резонансный трансформатор, состоящий из диэлектрической трубы, первичной и вторичной обмотки и конического каркаса первичной обмотки. Технический результат - повышение скоростей и расширение диапазона ускоряемых частиц, повышение надежности и упрощение конструкции. 1 ил.

Линейный индукционный ускоритель // 2583039

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано для создания пучков заряженных частиц наносекундной длительности с высокой частотой следования импульсов. Линейный индукционный ускоритель содержит индукционную систему 1 в виде набора ферромагнитных сердечников, охваченных витками намагничивания 2, которые объединены в два общих вывода, центральный электрод 3, расположенный по оси индукционной системы 1, один конец электрода 3 заземлен на корпус ускорителя, а второй связан с защитным экраном 5, одинарную формирующую линию 6, заземленный и потенциальный электроды которой соединены с выходом магнитного импульсного генератора 7, состоящего из последовательных контуров сжатия, каждый из которых образован конденсатором и дросселем насыщения, один из общих выводов витков намагничивания индукционной системы 1 подсоединен к потенциальному электроду формирующей линии 6, а между вторым общим выводом витков намагничивания индукционной системы 1 и заземленным электродом одинарной формирующей линии 6 включена обмотка магнитного коммутатора 8, между защитным экраном 5 и выходным фланцем 9 ускорителя расположен цилиндрический вакуумный изолятор 10, на изоляторе 10 размещена однослойная обмотка размагничивания 11, подсоединенная одним выводом к клемме 12 импульсного источника размагничивания. На изоляторе 10 размещена дополнительная обмотка 13, индуктивно связанная с обмоткой размагничивания 11, один вывод дополнительной обмотки 13 соединен с защитным экраном 5, другой подсоединен к обмотке размагничивания 11 и точка соединения обмоток 11, 13 подключена электрическим проводником 14 к центральному электроду 3, на котором у защитного экрана 5 размещены ферромагнитные сердечники 15 дополнительного дросселя насыщения. Контур, образованный дополнительной обмоткой 13, проводником 14, частью центрального электрода 16 и защитным экраном 5, охватывает сечение сердечников 15 дополнительного дросселя насыщения и является его короткозамкнутой обмоткой. Технический результат - повышение эффективности ускорителя за счет уменьшении длительности фронта импульса тока пучка ускорителя. 1 ил.

Устройство для исследования физических явлений при высокоскоростном ударе // 2592060

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для моделирования микрометеоритов и техногенных частиц. Устройство для исследования физических явлений при высокоскоростном ударе состоит из ускорительного тракта, содержащего инжектор, индукционные датчики, линейный ускоритель, мишень, согласно изобретению в ускорительный тракт введены соосно расположенные квадруполь, установленный за индукционными датчиками, и блок разряда частиц, сетки заземления, расположенные на входе и выходе блока разряда частиц после линейного ускорителя, приемник ионов, установленный перед мишенью, дополнительно введен второй ускорительный тракт, расположенный под углом от 1° до 10° к первому ускорительному тракту, состоящий из инжектора, индукционных датчиков, линейного ускорителя, мишени, квадруполя, блока разряда частиц, сетки заземления, приемника ионов, а также дополнительно в устройство введен измерительный блок, соединенный с блоком датчиков, приемниками ионов обоих усилительных трактов и блоком сбора информации, а также веден блок управляющих сигналов, соединенный с индукционными датчиками, квадруполями, линейными ускорителями, блоками разряда частиц обоих усилительных трактов и блоком сбора информации. Технический результат - расширение функциональных возможностей за счет возможности исследовать физические эффекты при встречном столкновении высокоскоростных частиц. 1 ил.

Вакуумный диодный узел сильноточного ускорителя электронов с двойным катодом и механизмом оперативного изменения рабочего тока // 2593387

Изобретение относится к технике ускорителей и может быть использовано при создании сильноточных импульсных ускорителей электронов, в частности вакуумных диодных узлов сильноточных ускорителя электронов с двойным катодом и механизмом оперативного изменения рабочего тока. Технический результат - повышение надежности. Устройство содержит вакуумный корпус с анодной диафрагмой и катододержателем, в котором перед анодной диафрагмой закреплен катод, выполненный в виде рабочего и балластного катодов, установленных на подвижном поршне, а также гидравлическую передачу, содержащую установленный вне вакуумного корпуса задающий механизм, диэлектрическую трубку, установленную в вакуумном корпусе и соединенную входным концом с задающим механизмом с возможностью подачи в нее рабочей жидкости гидравлической передачи, и гибкий шланг. Подвижный поршень снабжен исполнительным механизмом гидравлической передачи, выходной конец диэлектрической трубки закреплен в корпусе катододержателя, гибкий шланг установлен между выходным концом диэлектрической трубки, покрытой слоем электропроводящего материала, и исполнительным механизмом гидравлической передачи с возможностью передачи в него рабочей жидкости, в качестве которой используют электропроводящую жидкость. В месте соединения диэлектрической трубки и шланга обеспечивается гальванический контакт электропроводящей жидкости с высоковольтным корпусом катододержателя, а в месте соединения диэлектрической трубки с заземленным вакуумным корпусом обеспечивается гальванический контакт электропроводящей жидкости с вакуумным корпусом. 1 ил.

Ускоритель высокоскоростных твердых частиц с коррекцией вектора скорости частиц // 2593594

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для моделирования микрометеоритов и техногенных частиц. Ускоритель высокоскоростных твердых частиц содержит инжектор, индукционные датчики, усилители, линейный ускоритель, источник фиксированного высокого напряжения, цилиндрические электроды, селектор скоростей, селектор удельных зарядов, блок подачи напряжения на электроды, цилиндрические электроды, генератор изменяемых во времени частоты и длительности импульсов в пачке, блок сопряжения, электронно-вычислительную машину, усилитель пачки импульсов переменной длительности, каскадный генератор, мишень, согласно изобретению в ускоритель введен блок контроля и селектор координат, при этом блок контроля соединен к селектору координат, который подсоединен к генератору изменяемых во времени частоты и длительности импульсов в пачке. Технический результат - возможность корректировать вектор скорости частицы в процессе ее полета. 2 ил.

Ускоритель-тандем с вакуумной изоляцией // 2610148

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть применено для получения пучков заряженных частиц для ионной имплантации, нейтронозахватной терапии рака или для обнаружения взрывчатых и наркотических веществ, а также калибровки детекторов слабовзаимодействующих частиц темной материи и других приложений. В заявленном ускорителе-тандеме между трактом транспортировки пучка отрицательных ионов водорода низкой энергии и ускорителем размещены металлическое кольцо, охлаждаемая металлическая диафрагма, покрытая со стороны ускорителя сеткой под отрицательным потенциалом, вакуумный насос, а также на выходе из ускорителя поверхность вакуумного бака покрыта сеткой под отрицательным потенциалом. Техническим результатом является уменьшение паразитных потоков заряженных частиц в ускорительном канале, улучшение устойчивости работы ускорителя к пробоям по полному напряжению и увеличение тока протонного пучка. 3 ил.

Способ ускорения ионов импульсным электронным потоком // 2619081

Изобретение относится к технике ускорения заряженных частиц в сильных электрических полях, конкретно к методам коллективного ускорения ионов импульсными электронными потоками. Технический результат - увеличение тока ускоренных дейтронов при сохранении или уменьшении размеров дрейфового пространства. Сущность изобретения заключается в том, что в способе ускорения ионов импульсным электронным потоком, при котором формируют высоковольтный импульс отрицательного напряжения на катоде диода с использованием двухэлектродного разрядника, образуют поток электронов взрывной эмиссии с катода, запирают электронный поток в цилиндрической трубе дрейфа с формированием потенциальной ямы для положительно заряженных частиц, фокусируют излучение импульсного лазера на твердую мишень, образуют сгусток лазерной плазмы, расширяющийся к оси диода, ионизируют электронным потоком нейтральные атомы лазерной плазмы, компенсируют отрицательный объемный заряд внутри потенциальной ямы и ускоряют полученные ионы вдоль трубы дрейфа, часть лазерного излучения, необходимую для стабильного пробоя разрядника, фокусируют на его электрод и через время задержки τз после лазерного импульса возбуждают нарастающий ток в конусообразной спиральной линии, создают с помощью спиральной линии в области потенциальной ямы быстронарастающее азимутально-симметричное магнитное поле, спадающее по величине вдоль трубы дрейфа, и воздействуют им на сгусток электронов и ионов.1 ил.

Устройство для облучения образцов материалов электронами // 2639767

Изобретение относится к устройству для облучения образцов материалов электронами. Заявленное устройство состоит из герметичной камеры, представляющей собой цилиндрический корпус с патрубками, разделенный изолятором на две части, внутри которой расположены держатель образца, соединенный со средствами охлаждения, термопар, соединенных с вакуумным токовводом, расположенным на торцевой крышке камеры. На входе камеры установлена диафрагма для точной подачи электронов на образец. Техническим результатом является возможность проведения облучения образцов материалов потоком электронов от внешнего источника (ускорителя электронов). 3 з.п. ф-лы, 1 ил.