Линейный индукционный ускоритель

 

ЛИНЕЙНЫЙ ИНДУКЦИОННЫЙ УСКОРИТЕЛЬ^содержащий индукторы с ферромагнитными сердечниками с фокусирующей системой, генераторы импульсов тока, кокр^утаторы, инжектор и таймирующее устройство, отлич ающий ся тем, что, сцелью повышения КПД преобразования • электрической энергии в кинетическую энергию заряженных частиц,уменьшения веса и габаритов ускорителя, поверх ферромагнитного сердечника уложена свернутая в спираль двойная полосковая линия, состоящая из четырех обкладок, при этом начало и конец первой обкладки подсоединены к корпусу ускорителя и витку сердечника соответственно, начало второй и четвертой обкладок выведены через'изолятор "и подсоединены к высоковольтному электроду коммутатора, а конец третьей обкладки подключен к другому концу витка сердечника .

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51),Н 05 Н 11 04

ГОСУДАРСТ6ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2125207/25 (22) 18.04.75

,. (46) 30.10.83. Бюл. Р 40 (72) Э, Г. Фурман, И. Я. Гончаров и П.й.Кольцов (7.1) Научно-исследовательский институт ядерной физики, электроники и автоматики при Томском политехническом институте (53) 621.384.64(088.8) (54)(57) ЛИНЕЙНЫЙ ИНДУКЦИОННЫЙ

УСКОРИТЕЛЬ содержаний индукторы с ферромагнитными сердечниками с фокусируюцей системой, генераторы импульсов тока, коммутаторы, инжектор и таймирующее устройство, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, „„SU„„ 519072 A целью повышения КПД преобразования электрической энергии в кинетическую энергию заряженных частиц, уменьшения веса и габаритов ускорйтеля, поверх ферромагнитного сердечника уложена свернутая в спираль двойная полосковая линия, состояшая из четырех обкладок, при этом начало и конец первой обкладки подсоединены к корпусу ускорителя и витку сердечника соответственно, начало второй и четвертой обкладок выведены через изолятор и подсоединены к высоковольтному электроду коммутатора, а конец третьей обкладки подключен к другому концу витка сердечника. Щ

519072 2

Изобретение относится к ускорительной технике и предназначено для ускорения сильноточных пучков заряженных частиц.

Известсн линейный индукционный ускоритель, содержащий индукторы с фер- 5 ромагнитными сердечниками с фокусиру" ющей системой, генераторы импульсов тока, коммутаторы, инжектор и тайми- " рующее устройство.

Однако изнестный ускоритель подключается, как правило, к трем ниткам намагничивания, симметрично расположенным на каждом индукторе,через высокочастотные кабели, имеющие постоянное волновое сопротивление, что затрудняет согласование изменяю" щегося но нремени импеданса нагрузки (электронный пучок и ферромагнитный сердечник) с волновым сопротивлением генератора импульсов, приво" дит к значительным потерям энергии при передаче импульсов тока От генератора к нагрузке.

Кроме того, большое. число соединительных кабелей, Разъемов создает ряд неудобств н эксплуатации ускорителя, громоздкость конструкции, уменьшает его надежность.

Целью изобретения является повышение КПД преобразования электрической энергии н кинетическую энергию заря-,30 женных частиц, уменьшение веса и габаритов ускорителя.

Для этого поверх ферромагнитного сердечника уложена свернутая в спираль двойная полосковая линия, сос- 35 тоящая из четырех обкладок, при этом начало и кс нец первой Обкладки подсоединены к корпусу ускорителя;и витку сердечника .соотнетственно, начало второй и четвертой обкла-; 40 док выведены через изолятор и подсоединены к высяковольтному электроду коммутатора, а конец третьей обкладки подключен к другому концу витка сердечника. 45

На чертеже изображен ускоритель, поперечный и продольный разрезы, Линейный индукционный ускоритель содержит металлический корпус 1,, ферромагнитный сердечник 2, первую 3 вторую 4, третью 5, четвертую б обкладки полосковой линки, высоковольтный 7 и земляной 8 электроды управляемого коммаутатсра„ нагример тригатрона, электрод 9 для подключения 55 высоковольтного источника питания, спиральную катушку 10 индуктивности фокусирующую катушку 11, вакуумную камеру 12.

В статическом состоянии между корпусом 1и сердечником 2 уложена полосковая линия, состоящая из четырех обкладок 3-6, начало обкладки 3 подсоединено к корпусу 1 ускорителя, 65 а конец — к витку сердечника 2, н .:ала обкладок 4 и 6 выведены через изолятор и подсоединены к электродУ 7 коммут атора, электрод 8 разрядника подключен к корпусу 1, Высокое напряжение подается через электрод 9. Для обеспечения равномерного потенциала в ноэдушном зазоре между индукторами и образования цепи для размагничивания индуктора применена. катушка 10. Внутри индуктора помещены катушка 11, выводы которой выполнены с одной стороны индуктора, и вакуумная камера 12 °

Ускоритель работает следующим образом.

В исходном состоянии через катушку 10 и корпус 1 подают импульс то-. ка на размагничинание сердечника 2.

В это же время происходит подача высокого напряжения,для заряда обкладок 4 и 5. При достижении требуемого значения напряжения на прлосконой линии, требуемого поля в фокуси рующей системе и нужной степени размагниченности сердечника 2 включается разрядник и закорачивает обкладки 3-5, Полосковая линия, образованная этими обкладками, перезаряжается, и через время пробега волны по одному плечу формирующей линии и витку сердечника 2 прикладывается полное напряжение заряда линий, как это имеет место при согласОванной нагрузке в двойных полосковых линиях.

В течение нремени двойного пробега волны в полосковой линии индуктором возбуждается на оси ускорителя нихреное электрическое поле, которое и ускоряет заряженные частицы.

При согласованной нагрузке энергия, запасенная в формирующих линиях, полностью передается пучку заряженных частиц и идет на перемагничивание сердечников индукторов.

Поскольку ферромагнитный сердечник вносит нелинейный характер в импеданс нагрузки, .волновое сопро- . тивление линии. должно иметь нелинейный характер ло длине, линии. Это можно выполнить путегг соответствующего изменения толщины изоляции между обкладками. Во избежание дополнительных активных потерь толщина обкладок должна быть больше глубины скин-слон на частоте импульса тока.

К катушке 10 напряжение прикладывается только на время, в течение которого формируется импульс тока, Эта катушка выполнена в виде дисковой катушки и позволяет выравнивать нихревую ЭДС в воздушном зазоре между индукторами.

Выполнение двойной .полосковой линии в виде четырех обкладок поэ519072

Редактор, Бородкина . техреду И „Метелева Корректор . A.ляско

Заказ 8162/4 1ираж б45 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж-35, Рауыская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4. воляет нанболее полно испольэовать объем, занимаемый полосковой линией, исключает появление дополнительной емкости, . которая воэ никает в случае использования трех обкладок,свернутых в спираль.