Сверхпроводящий резонатор

 

О П И С А Н И Е 289467

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 12.V.1968 (№ 1238702!26-9) с присоединением заявки ¹

Приоритет,Ъ!ПК Н 01р 7/06

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.372.852.1 (088.8) Опубликовано 08.Х11.1970. Бюллетень ¹ 1 за 1971

Дата опубликования описан 1я 26.1.1971

Автор изобретения

Ф. А. Водопьянов

Заявитель

СВЕРХПРОВОДЯ ЩИ Й РЕЗОНАТОР

Известны сверхпроводящие резонаторы синхротронов и синхрофазотронов, стенки которых покрыты сверхпроводящим материалом — свинцом или ниобием. Настроечный плунжер таких резонаторов, перемещаемый электромагнитом в кольцевом зазоре внутренней стенки резонатора, не охлаждается и поэтому вносит заметные потери в резонатор.

Описываемый резонатор отличается от известных тем, что его плун>кер соединен металлической мембраной со стенками гелиевого дьюара, причем поверхности плунжера и мембраны покрыты сверхпроводящим материалом.

Изобретение поясняется чертежом.

Цилиндрический резонатор 1 выполнен для уменьшения теплоем кости пз нержавеющей стали. Его внутрешше стенки покрыты гальваническим способом медью и затем свинцом или ниобием. Резонатор окружен гелиевой ванной 2, которая через вакуумный зазор > окружена, в свою очередь, азотной ванной 4.

Плун>кер 5 для уменьшения веса и увеличения прочности также выполнен из нержавеющей стали (или дюралюминия), покрыт гальваническим способом медью и свинцом или ниобием. Он соединен с гелиевой ванной мембраной б, выполненной из мягкой меди, покрытой свинцом илп ниобием. При температуре жидкого гелия плунжер б и мембрана б представляют собой сверхпроводники, так что емкость плунжера относительно стенок резонатора имеет добротность. свойственную сверхпроводящему резонатору (— 10 . на 11.

5 стотах -200 Мгц). Мембрана б выполняет функции теплового моста между подвижны м плунжером и гслиевой ванной. Ee .пругость должна быть предельно малой для того, чтобы частота механического резонанса массы

10 плунжера с этой упругостью была по возможности низкой, С помощью теплоизолирующей трубки плунжер 1 креплен на конической трубке 8 (выполненной из дюралюм1ьния или нержа15 веющей стали), на конце которой намотана катушка 9 привода электродинамического типа. Магнит 10 привода может быть либо постоянным мап(итом, либо иметь намагничивающую катушку 11. Током. проходящим по

20 виткам катушки 9, она перемещается в горизонтальном направлении, вызывая соответствующие перемещения плунжера и модуляцшо частоты настройки резонатора. Мембрана 12 фиксирует осевое положение 1 .ат> шки.

25 Ее упругость может быть выбрана большой для обеспечения максима IbHQII частоты механического резонанса мембраны и плунжера.

Однако предпочтительно выбрать упругость мембраны 12 минимальной для обеспечения

30 очень низкой частоты настройки. Б этом слу289467

15

25 зо

35 чае частотная характеристика (после резонанса) на рабочих частотах будет падающей обратно пропорционально частоте. Для обеспечения равномерной характеристики может быть применена отрицательная обратная связь по датчику положения катушки. Датчик может быть выполнен, например, в виде пластины конденсатора, укрепленной на катушке илп трубке 8. При включении этого конденсатора в цепь частотного дискриминатора на вспомогательной частоте может быть получен сигнал, характеризующий отклонение плунжера от заданного положения. При подаче выходного напряжения дискриминатора на вход усилителя, питающего катушку управляющим током, образуется цепь обратной связи, выравнивающая частотную характеристику от нулевой частоты до некоторой максимальной, определяемой параметрами колебательной цепи и постоянными (времени усилителя) .

Изображенная на чертеже система предлагается для применения в качестве ускоряющего резонатора синхрофазотрона. Внутренняя полость здесь является частью вакуумной камеры ускорителя, по которой проходит пучок ускоряемых частиц. Азотный экран распространен вправо и влево для предотвращения попадания тепла извне на стенки резонатора, имеющие температуру — 4 К и тем самым для уменьшения расхода гелия. Подводы к гелиевой и азотной ваннам (на чертеже не показаны) выполняются обычным способом.

Резонатор подстраивается под частоту последнего изменением тока в катушке 9 обычным способом с помощью фазового дискриминатора. При быстрой перестройке конечная полоса пропускания частот канала а 10:1одстройки вызывает ошибку — частота па тройки с»ещается относительно частоты входного сигнала. Это приводит к такой нагрузке выходного каскада высокочастотного усилителя, при которой эффективная добротность резонатора понижается. Be«» IIIIla последней равна с1, f(2j), где сэ, — максимальная кр»говая частота канала управления частотой резонатора, f — частота его настройки, j— скорость изменения частоты. Например, при

f=240 Мг11 и 1 1,5 109 гц, сек (эти параметры соответствуют реальным значениям, которые могут иметь место в сшгхрофазотронах с медленным изменением магнитного поля, напри»ер как в Серпуховском синхрофазотроне) и при й, =3 10> 1!сек Q,@@---.2500, Предмет изобретения

Сверхпроводящий резонатор, состоящий из тороидальной камеры, стенки которой покрыты сверхп110водящим матерна.пом и касаютс51 дьюара с жидким гелием, и настроеч11ого плунжера, установленного в кольцевом зазоре внутренней стенки камеры, отл11«аг01цпйс« тем, что, с целью обеспечения охлаждения упомянутого плун>кера дo температуры жидкого гелия, он соединен со стенками а!>10ара металлической мембраной. причем поверхность Ilл нжера 11 мемОp311bl 11Окрытя сверхпроводящим материало».

289467

Составитель В. Поветкин

Корректор Н. Л. Бронская

Редактор А. В. Корнеев

Типография, пр. Сапунова, 2

Изд. ¹ 18 Заказ 6 10 Тираж 480 Подписное

Ц1-1ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 5