Электромагнит бетатрона

 

ЭЛЕКТРОМАГНИТ БЕТАТРОНА, содержащий возбуждающую.обмотку, ферромагнитный магнитопровод с полюсными наконечниками, образующими межполюсное пространство, и блоком центральных вкладьшей, отличающийся тем, что, с целью улучшения доступа к ускорительной камере и уменьшения габаритов, полюсные наконечники выполнены в виде прямого многогранника, ширина основания которого в средней части равна диаметру центральных вкладьшей, а длина - наружному диаметру межполюсного пространства, при этом две противолежащие боковые грани имеют вид цилиндрических поверхностей с радиусом, равным наружному радиусу межполюсного пространства.

бифижека МБд

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„524478 (51)4 Н 05 Н 11/00.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗ06РЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21) 2035460/26-25 (22) 18.06.74 (46) 23.10.87. Бюл. Р 39 (71) Научно-исследовательский институт ядерной физики, электроники и asтоматики при Томском политехническом институте им. С.M.Êèðîsà (72) А.А.Звонцов, А.А.Мынка, Н.Ф.Симухин, В,Л.Чахлов и А.А.Фили монов (53) 621. 384. 6 (088. 8) (54)(57) ЭЛЕКТРОМАГНИТ БЕТАТРОНА, содержащий возбуждающую обмотку, ферромагнитный магнитопровод с полюсными наконечниками, образующими межполюсное пространство, и блоком центральных вкладьппей, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения доступа к ускорительной камере и уменьшения габаритов, полюсные наконечники выполнены в виде прямого многогранника, ширина основания которого в средней части равна диаметру центральных вкладьппей, а длина — наружному диаметру межполюсного пространства, при этом две противолежащие боковые грани имеют вид цилиндрических поверхностей с радиусом, равным наружному радиусу межполюсного пространства.

524478

Изобретение относится к ускорительной технике, а именно, к электромагнитам бетатрона.

Известны электромагниты бетатро5 нов Ш-образного вида со сменными полюсными наконечниками цилиндрической формы, диаметр которых соответствует наружному диаметру ускорительной камеры и определяет ширину ярма обратного магнитопровода. Сплошные полюсные наконечники известных электромагнитов затрудняют доступ к ускорительной камере и имеют большие габариты, а следовательно, и вес. 15

Наиболее близким техническим решением к предложенному являются электромагниты бетатрона, содержащие возбуждающую обмотку, ферромагнитный магнитопровод с полюсными наконечниками, 2р образующими межполюсное пространство, и блоком центральных вкладышей.

Эти электромагниты имеют тот же . недостаток: затрудняют доступ к ускорительной камере, необходимый для 25 осуществления качественного вывода электронного пучка, и имеют большие . габариты.

Целью изобретения является улучшение доступа к ускорительной камере и уменьшение габаритов электромагнита.

Эта цель достигается тем, что полюсные наконечники электромагнита выполнены в виде прямого многогранника, ширина основания которого в средней части равна диаметру центральных вкладьппей, а длина — наружно му диаметру межполюсного пространства, при этом две противолежащие боковые грани имеют вид цилиндрических 4р поверхностей с радиусом, равным наружному радиусу межполюсного пространства.

На фиг.1 показан предложенный электромагнит, разрез по А-А; на фиг.2 — то же, разрез по Б-Б.

Полюсные наконечники 1 электромагнита выполнены в виде многогранника с основаниями прямоугольной формы и набраны из листов 2 электротехнической стали за одно целое с ярмами обратного магнитопровода 3 ° Ширина основания "а" полюсных наконечников равна диаметру 2r центральных вкладышей 4, которые служат для выполнения бетатронного соотношения, отличного от 2:!. Основания полюсных наконечников 1 могут иметь форму криволинейного четырехугольника, ширина которого в средней части должна быть равна 2r (форма такого основания показана на фиг.2 пунктиром). При необходимости полюсные наконечники выполняют отдельно от магнитопровода 3.

Суммарная площадь поперечного сечения двух ярем магнитопровода 3 рассчитывается из условия пропускания полного магнитного потока (с учетом потоков рассеяния), необходимого для ускорения электронов до заданной энергии и их удержания в области равновесной орбиты 5.

При расположении магнитопровода 3, показанном на фиг.2 пунктиром, обеспечивается лучший доступ к ускорительной камере.

Описываемая форма полюсных наконечников позволяет, формировать в межполюсном зазоре 6 азимутально-неоднородное управляющее поле с двумя максимальными значениями напряженности, которые находятся на азимутах, соответствующих осевой линии 7, и двумя минимальными значениями, находящимися на азимутах, смещенных на угол

Я/2 от осевой линии 7. Равновесная орбита 5 в таком поле имеет форму, близкую к форме эллипсообразного овала, причем максимальное удаление орбиты 5 от оси О ускорителя совпадает с азимутами, на которых напряженность управляющего поля максимальна.

Профили поверхностей 8, обращенных внутрь межполюсного зазора 6, должны обеспечивать изменение усредненного по азимуту показателя спада (n > в пределах О (n» < 1, частоты бетатронных колебаний „н 1 не должны превышать 1.

Намагничивающие катушки 9 могут либо "охватывать полюсные наконеч.ники, либо располагаться на стойках обратного магнитопровода. В последнем случае обеспечивается лучший дос-, туп к ускорительной камере.

В связи с тем, что на участках 10 межполюсного зазора 6, которые не охвачены полюсами 1, управляющее поле формируется потоками рассеяния с боковых поверхностей 11 полюсов 1, и часть этого потока используется для удержания электронов около равновесной орбиты 5, суммарная площадь поперечного сечения ярем магнитопровода

3 оказывается меньше, чем в известных магнитопроводах Ш-образной констных цилиндрических наконечников, а наличие "свободных" участков 10 улучшает доступ к ускорительной камере и условия охлаждения электромагнита.

А-А

Уиг.1 з 524478 рукции. Это позволяет уменьшить ra6aриты и вес магнитопровода. Кроме того, вес описываемых полюсных наконечников на 30 — 50X меньше веса извест