Ускоритель заряженных частиц

Авторы патента:

H05H5/06 - каскадно-соединенные ускорители; многоступенчатые ускорители

(72) Авторы изобретения

A.È. Павловский и В.A. Васюков (71) Заявитель (54) УСКОРИТЕЛЬ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

Изобретение относится к устройствам для генерации импульсов тока заряженных частиц длительностью 10™ с на основе индуктивного накопителя энергии.

Широко распространены ускорители на основе быстрых емкостных накопителей энергии в виде двойной формирующей .линии. Такие установки имеют малую плотность накапливаемой энергии и, как следствие, большие габариты и высокую стоимость установок.

Известен ускоритель заряженных частиц, содержащий индуктивный коаксиальный накопитель с взрывным раз" 15 мыкателем тока для разрыва его внешнего проводника, включающим в себя трубу иэ взрывчатого вещества (BB), окруженную диэлектрической ребристой преградой, и вспомогательный .заряд 20 взрывчатого вещества с цепочкой элект»

- родетонаторов,по оси, помещенный во внутреннюю трубу накопителя, электрически взрывающийся проводник (ЭВП), ускорительнуЫ трубу, которые подключены параллельно друг другу и разрываемому проводнику накопителя через замыкатель. Высоковольтный импульс длительностью 10 с формируется при двухступенчатом разрыве сильноточной цепи: вначале при помощи ВВвЂ” за время 10 с и последующем взрыве ЭВП вЂ” за время " 10 т с.

Однако в таком устройстве-допустимая поверхностная плотность тока в разрываемом при помощи взрыва ВВ тонком проводнике ограничена величиной 2 ° 10 A/ñì. При разрыве больших токов это требует расположения разрываемого проводника на большом диаметре, а следовательно, большого количества ВВ для его разрыва (например, при токе 1б" А, диаметре разрываемого проводника 20 см и при длине устройства 1 м общее количество ВВ составит 60 кг), что затрудняет защиту исследуемого (облучаемого) объекта.

Для облегчения защиты исследуемого объекта путем уменьшения количества взрывчатого вещества предлагаем и ускоритель имеет несколько индуктивных коаксиальных накопителей, расположенных радиально в средней плоскости тороидального корпуса прямоугольного сечения, внутренний проводник которого служит .анодом ускорительной трубки, а катод трубки выполнен в виде кольца, охватывающего анод. проводники 4 на выступах ребристой преграды 3. При разрыве проводников 4 их сопротивление возрастает, и tok за время 10 с перебрасывается на электрически взрывающиеся проволочки 11, которые взрываются за время 10 7с.

Возникающее при взрыве проволочек напряжение передается к ускорительной трубе (12,13) и ускоряет заряженные частипы к оси устройства.

В данной конструкции заряд .ВВ распределен по объему ускорителя и уменьшено общее количество ВВ, что уменьшает его разрушительное действие, а кольцевой катод 13 ускорительной трубки может быть выполнен достаточно массивным. Это позволяет, выбрав соответствующую толщину катода

13, защитить исследуемый объект, располагаемый на оси устройства, от разрушительного воздействия заряда ВВ.

Устройство целесообразно использовать совместно с магнитокумулятивными генераторами энергии для получения сильноточных радиально сходящихся пучков заряженных частиц.

Формула изобретения

Ускоритель заряженных частиц, содержащий индуктивный коаксиальный накопитель со взрывным раэмыкателем тока для разрыва его внешнего проводника, включающим в себя трубу из взрывчатого вещества, окруженную диэлектрической ребристой преградой, и вспомогательный заряд взрывчатого вещества с цепочкой электродетонаторов по оси, помещенный во внутреннюю трубу накопителя, электрическивзрывающийся проводник,ускорительиую трубу, которые подключены параллельно друг другу и разрываемому проводнику накопителя через замыкатель, отличающийся тем, что, с целью облегчения защиты исследуемого объекта путем уменьшения количества взрывчатого вещества, он имеет несколько индуктивных коаксиальных накопителей, расположенных радиально в средней плоскости тороидального корпуса прямоугольного сечения, внутренний проводник которого служит анодом ускорительной трубки, а катод .трубки выполнен в виде кольца, охватывающего анод.

3 584707 4

В устройстве можно уменьшить диаметр проводника, разрываемого при помощи ВВ, в и раз (где n вЂ” число накопителей), сохранив тот же самый по сравнению с прототипом суммарный периметр поперечного к току сечения разрываемых проводников (при этом 5 поверхностная плотность тока в проводниках накопителей остается равной значению плотности тока в прототипе) . При этом диаметр заряда ВВ в накопителях уменьшается в и раз, )О а количество BB в отдельном накопителе в и раэ, т.е. общее количество

BB сокращается по сравнению с прототипом a n раз.

Кроме того, предлагаемое устройст-) 5 во позволяет получать радиально сходящийся пучок заряженных частиц. На чертеже изображен предлагаемый ускоритель, разрез .

Ускоритель содержит внешний тороидальный корпус 1 ускорителя, источ20 ник 2 тока, ребристую преграду 3, разрываемый при помощи ВВ проводник 4, градиентные кольца 5 ребристой преграды, кабель б подрывной установки, цепочку электродетонаторов 7, внут 25 реннюю трубу 8 коаксиального индуктивного накопителя, вспомогательный заряд 9 ВВ, основной заряд 10 ВВ, электрически взрываете проволочки

ll анод 12 ускорительной трубки (в виде Фольги), катод 13 ускорительной трубки, изолятор 14 замыкателя, разрушающийся при взрыве заряда 10) Фла" нец 15 накопителя,, служащий также электродом заьыкателя в цепи электри- 35 чески взрывающихся проволочек. Коаксиальные накопители могут запитываться каждый от своего источника тока, как.показано иа чертеже, так и подключаться к одному более сильно- 40 точному источнику параллельно друг другу °

При работе устройства источники 2 запитывают коаксиальные индуктивные накопители, образованные внутренней трубой 8 и разрываемым. проводником 4.

В момент максимума тока запитки подрываются цепочки электродетонаторов

7, Под действием взрыва зарядов.9 внутренние .трубы 8 расширяются и ударом возбуждают детонации зарядов 10. ©

Взрыв зарядов 10 разрушает изолятор

14, замыкая электрическую цепь взрывающихся проволочек 11 и разрывает

584707

4 Х 11 Ц /4

Составитель Е. Медведев

Техред О,Андрейко Корректор М. Пожо

Редактор Е. Месропова

ТиРаж 943 Оодпн сное

HHHHGH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2756/67

Филиал ППП Патент - :, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Каскадный генератор // 1097172

Изобретение относится к ускорительной технике, в частности к источникам высокого напряжения типа каскадных генераторов, и может быть использовано для ускорителей заряженных частиц, для электронных микроскопов, для масс-спектрографов

Блок индуктора для линейного индукционного ускорителя // 1240327

Изобретение относится к технике ускорения заряженных частиц

Каскадный ускоритель // 2531635

Заявленное изобретение относится к ускорительной технике. В заявленном каскадном ускорителе предусмотрено два набора конденсаторов, соответственно соединенных последовательно и включенных через диоды. Каскадный ускоритель содержит образованный посредством отверстий в электродах конденсаторов набора канал ускорения, направленный на размещенный в области электрода с наивысшим напряжением источник частиц. При этом электроды, которые могут иметь сферическую или эллиптическую геометрию, изолированы по отношению друг к другу до канала ускорения с помощью твердого или жидкого изоляционного материала. Техническим результатом является сочетание возможности обеспечения высокой достижимой энергии частиц и компактной конструкции ускорителя при погружении источника частиц в твердый или жидкий изоляционный материал. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Ускоритель для двух пучков частиц для создания столкновения // 2569324

Изобретение относится к ускорителю для ускорения и столкновения двух пучков заряженных частиц. Заявленное устройство содержит устройство формирования потенциального поля для формирования электростатического потенциального поля, которое создается таким образом, что посредством электростатического поля могут ускоряться или замедляться два пучка заряженных частиц, реакционную зону, в которой происходит столкновение обоих пучков заряженных частиц. При этом предусмотрено наличие первого участка ускорения для первого пучка в потенциальном поле, направленнного на реакционную зону, а также второго участка ускорения для второго пучка в потенциальном поле, при этом второй участок ускорения направлен на реакционную зону. Реакционная зона по отношению к потенциальному полю и к первому и второму участкам ускорения геометрически расположена таким образом, что частицы двух пучков могут ускоряться в направлении реакционной зоны вдоль первого участка ускорения и второго участка ускорения и после взаимодействия в реакционной зоне и прохождения через реакционную зону в потенциальном поле могут вновь замедляться. Техническим результатом является возможность повышения энергетической эффективности ускорителя путем того, что энергия, затраченная устройством формирования потенциального поля для ускорения обоих пучков к реакционной зоне, за счет замедления по меньшей мере частично может быть восстановлена. 7 з.п. ф-лы, 8 ил.