Генератор ускоряющего напряжения линейного индукционного ускорителя

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я

iиi 60075l

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.03.77 (21) 2454552/18-25 с присоединением заявки M (51) М. Кл.з Н 05Н 11/00

Совета Министров СССР ао делам изобретений и открытий (53) УДК 621.384.6 (088.8) (43) Опубликовано 30.03.78. Бюллетень Лов 12 (45) Дата опубликования описания 06.04.78 (72) Авторы изобретения

P. М. Венгров, В. В. Куракин и Ю. Ф. Павлычев (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР УСКОРЯЮЩЕГО НАПРЯЖЕНИЯ

ЛИНЕЙНОГО ИНДУКЦИОННОГО УСКОРИТЕЛЯ

ГосудаРственный комитет (23) Приори е

Изобретение относится к системе питания ускоряющих элементов линейного индукционного ускорителя (ЛИУ).

Лналогом изобретения является генератор ускоряющего напряжения (1), в котором с целью уменьшения длительности переднего фронта импульса применяется обостритель типа ударной линии.

Известен также генератор импульсов ускоряющего напряжения (2), в котором используется в качестве коммутатора разрядник, наполненный газом под высоким давлением.

Он обеспечивает короткие фронты без дополнительных обостряющих устройств.

В первом случае применение обострителей типа ударных линий приводит к потере энергии импульса в этих линиях, к увеличению габаритов и повышению стоимости ускорителя.

Во втором случае в качестве коммутаторов применены разрядники, имеющие небольшой срок службы.

В качестве прототипа изобретения взята схема формирования ускоряющего напряжения (3), которая состоит из коммутирующего элемента, накопителя энергии, корректора вершины импульса, передающей линии и индуктора. В формировании импульса ускоряющего напряжения участвуют коммутирующий элемент, корректор и индуктор, представляющий собой одновптковый трансформатор с ферромагнитным ссрдечнпком. B качестве коммутирующего элемента используется водородный тиратрон, на управляющую сетку ко5 торого поступают запускающие импульсы положительной полярности. Накопительная емкость, разряжаясь через тпратрон, обеспечивает импульс тока в витке первичной обмотки индуктора. Ускоряющее поле образуется в

10 разрыве витка вторичной обмотки. Если паразитная индуктивность разрядного контура достаточно мала, то нарастание анодного тока, а, следовательно, и длптсльность фронта ускоряющего напряжения, определяется вре15 менем развития разряда между анодом и катодом тир атрона. Длительность переднего фронта ускоряющего напряжения в этой схеме составляет не менее 40 — 45 нс.

20 Недостатком такой схемы является медленное нарастание aIIодного тока через тиратрон, что не позволяет получить импульсы ускоряющего напряиенпя с длительностью фронта менее 40 нс и приводит в итоге к потере уско25 ряемых частиц, набирающих различную энерIIIo на фронте импульса.

Целью изобретения является увеличение

КПД ускорителя, уменьшение длптсльностн переднего фронта коротких импульсов и уве30 личенпе тока ускоренного пучка без приме600751

З)1 хз а 369, 1В

Е!ПО нения дополнительных формирующих устройств.

Эта цель достигается тем, что в генераторе ускоряющего напряжения линейного индукционного ускорителя, состоящем из тира. рож), смкостного накопителя, корректора, лпп)i«передачи и индукторов, вкл)очеиных на выходе линии передачи, одна из входных клемм л«нии передачи соединена с емкостным н;.Ko)i«телем, а другая — с заземленной сеткой "è.ðàтрона.

На чертеже представлена принципиальная схема генератора ускоряющего напряже:1«;т.

Схема генератора ускоряющсго напряжения состоит из тиратропа 1, катод ко)враго соединен с землей через сопротивлеппс 2, ) иравляющая сетка 3 имеет контакт с;с) .)я11ОЙ шиной. Накопительная емкость 4 вкл о1епа между анодом тиратрона 1 и одной из клемм передающей линии 5. Другая клемма передающей линии 5 подключена к сетке 3 тиратрона 1. На выходе линии передачи 5 включен индуктор б. Корректор 7 включен IIB входе линии передачи 5. Запускающий импульс поступает на катод тиратрона 1 через емкость 8.

Накопительная емкость 4 заряжается через сопротивление 9.

Цепь из накопительной емкости 4, передающей линии 5 и первичной обмотки пндуктора б, является нагрузкой тиратропа 1, включенной между анодом и управляющей сеткой 3 тир атрона 1.

После подачи запускающего импульса начинается процесс развития разряда. Стад))я пробоя в тиратроне 1, ькл1оченном по схе,Ic с заземленной сеткой, происходит в обьеме анод — сетка, что приводит к уменьшению времени нарастания тока в нагрузке до 15

20 нс, а следовательно, и к сокращению длительности переднего фронта ускоряющсго напряжения, Кроме того, из цепи прохождения тока исключается высокоомная область катод — сетка, на которой падение напряжения составляет б0 — 70% от общего падения напряжения на тиратроне, а также иск Iioчается

ОГ!асность повреждения аксидно .О «oKI)ь) i пя катода, что дает возможность увеличить в несколько раз коммутируемый тиратроном ток.

Предложенный генератор ускоряющего напряжения позволяет увеличить КПД ЛИУ, уменьшить длительность переднего фронта

10 ускоряющего напряжения, сокра гить количество одновремепно используемых тиратронов за счет увеличения тока, Koviмутируемого одним тиратропом> развязать низковольтныи генератор пусковых импульсов or высоковольтного генератора ускоряющего напряжения.

Фор мула изобретения

20 Генератор ускоряющего напряжения линейного индукционного ускорителя, состоящий из тиратрона, емкостного накопителя, корректора, линии передачи и индукторов, вкл оченных па выходе линии передачи, отличаю25 щи и ся тем, что, с целью увеличения КПД, уменьшения длительности фронта коротких импульсов и увеличения допустимого тока ускоряемого пучка, одна из входных клемм линии передачи соединена с смкостным накопи30 телем, а другая — с заземленной сеткой 1«ратрона.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 314333, Ç5 кл. Н 05Н 9/00, 1971.

2. Петерсон Дж. М. и др. Схема генератора ускоря.ощего напряжения. Труды II Всесоюзного совещания iio ускорителям заряженны: частиц, том I, И., «Наука)>, 1972, с. 206.

40 3. Анацкий A. И. и др. Линей .1ый индукционный ускоритель электронов, АЭ, т. 21, вып. б, 19бб, с. 24.