Импульсный индукционный ускоритель электронов

 

1.ИМПУЛЬСНЫЙ ИНДУКЦИОННЫЙ УСКОРИТЕЛЬ ЭЛЕКТРОНОВ, содержащий индуктивный накопитель, источник электронов, систему импульсного питания источника и генератор управляющих импульсов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения электрических перенапряжений в системе импульсного питания, он снабжен дополнительным источником электронов, связанным с системой импульсного питания и с генератором управляющих импульсов.2.Ускоритель по п. 1, о т л ичающийся тем, что катод дополнительного источника электронов подключен к системе импульсного питания параллельно первому источнику, причем сетка второго источника соединена с дополнительным выходом генератора управляющих импульсов.3.Ускоритель по п. 1, отличающийся тем, что второй источник электронов расположен оппоэитно первому относительно индуктора.4.Ускоритель по п*. 3, о т л и-, чающийся тем, что второй ;^ источник подключен к системе импульс-^ ного питания через пойышающий импульс,- ный трансформатор.(Лаа>&4;:^оо о елл.3

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 Н 05 Н 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2391687/18-25

° (22) 02.08.76 (46) 07.12.83. Бюл. М 45 (72) Д.Г.Борисов, А.И.Грызлов, О.A.Гусев и Л.З.Кавалерчик (53) 621.384.6(088.8) (54)(57)1.ИМПУЛЬСНЫИ ИНДУКЦИОНН6!Й

УСКОРИТЕЛЬ ЭЛЕКТРОНОВ, содержащий индуктивный накопитель, источник электронов, систему импульсногс питания источника и генератор управляющих импульсов, о т л и ч аю щ и и .с я тем, что, с целью уменьшения электрических перенапряжений в системе импульсного питания, он снабжен дополнительным источником электронов, связанным с системой импульсного питания и с генератором управляющих импульсов.

„„SU„„643050 А

2. Ускоритель по и. 1, о т и ич а ю шийся тем, что катод дополнительного источника электронов подключен к системе импульсного питания параллельно первому источнику, причем сетка второго источника соединена с дополнительным выходом генератора управлякпщих импульсов.

3. Ускоритель по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что второй источник электронов расположен оппоэитно первому относительно индуктора.

4. Ускоритель по п. 3, о т л и-. ч а ю шийся тем, что второй источник подключен к системе импульс-9 ного питания череэ повышающий импульсный трансформатор.

643050

Изобретение относится к испульсной технике и может быть использова.но при разработке сильноточных ускорителей заряженных частиц.

Известен способ ускорения заряженных частиц в ускорителе прямого

5 действия, по которому ускоряющее напряжение создается при сбросе электронного потока, проходящего через индуктивный накопитель. Однако в ускорителях этого типа при сбросе тока источника электронов в системе импульсного питания этого источника возникают электрические перенапряжения, обусловленные наличием в реальнои системе определенной 15 собственной индуктивности, Известен также импульсный .ускоритель электронов, содержащий индуктивный накопитель, источник электронов, систему импульсного питания источ- 7О ника и генератор управляющих импульсов.

Целью изобретения является уменьшение электрических перенапряжений в системе импульсного питания. 25

В предлагаемом ускорителе это достигается тем, что он снабжен дополнительным источником электронов, связанным с системой импульсного питания, и с генератором управляющих импульсов. Кроме того, в нем катод дополнительного источника электронов подключен.к системе импульсного питания параллельно первому источнику, причем сетка второго источника соединена с дополнительным выходом генератора управляющих импульсов, второй источник электронов расположен оппозитно первому относительно индуктора и подключен к системе импульсного питания через повы- 40 шающий импульсный трансформатор, На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 — то же, в другом варианте выполнения (второй инжектор расположен оппозитно первому); на фиг. 3эпюры токов, напряжений и магнитного поля, поясняющие работу гредлагаемого ускорителя. ускоритель содержит индуктивный накопитель 1, источник 2 электронов (инжектор), систему 3 импульсного питания источника электронов, генератор 4 управляющих импульсов, мишень

5,. дополнительный (второй) источник

6 электронов (инжектор), токоприем-. ник 7, повышающий импульсный трансформатор 8.

Ь исхОдном состоянии в индуктивном накопителе 1 отсутствуют запасенная энергия и токи заряженных бО частиц источников (инжекторов) 2 и 6, Начало рабочего цикла задается синхроимпульсом генератора 4 (см. фиг. З,в). Этот синхроимпульс запус-, кает систему 3 импульсного питания, которая вырабатывает импульс питания инжекторов 2 и б (см. фиг, 3, r ), поступающий на катоды источников электронов. После того, как напряжение на катодах инжекторов достигает аМплитудного значения, источник (инжектор) 2 открывается с помощью соответствующего сигнала, вырабатываемого генератором 4 (см. фиг. 3, д) с относительно малой скоростью (в реальных системах за время около

10 мкс), чтобы избежать нежелательных перенапряжений (см. фиг. 3, е).

Созданный пучок электронов проходит по траектории а.через индуктивный накопитель 1, который запасает при этом энергию. После достижения током пучка инжектора 2 максимального значения в соответствии с сигналом от генератора 4 управляющих импульсов происходит сброс тока пучка первого инжектора и одновременно включается с такой же скоростью второй инжектор

6, которыи по своим электрическим параметрам идентичен основному инжектору (см. фиг. 3, ж, и). В результате резкого уменьшения тока инжектора 2, пронизывающего накопитель 1, происходит быстрое изменение магнитного поля этого индуктора (см. фиг.

3, к) и .в соответствии с законом электромагнитной индукции создается ускоряющее напряжение .(см. фиг. 3, л), При линейном уменьшении магнитного поля это напряжение постоянно в течение всего времени сброса пучка, пронизывающего индуктор.

Поскольку уменьшение тока инжектора ? компенсируется увеличением тока инжектора 6, изменения тока в системе 3 импульсного питания не происходит (см. фиг. 3, с), поэто му не возникает и перенапряжений.

Не выходят они за допустимые пределы и при выключении инжектора б, так как уменьшение его тока происходит в соответствии с формой управляющего сигнала на его сетке и может быть. сделано сколь угодно медленным (см. фиг. 3, и).

Пучок электронов инжектора б может быть собран токоприемником

Любой подходящей кОНСтрукции и назначения.

С приходом следующего стартового синхроимпульса от генератора 4 очереднои цикл работы ускорителя повторяется.

Полезно, однако, расположив дополнительный инжектор оппозитно первому относительно индуктивного накопителя (см. фиг. 2), направлять нарастающий пучок второго инжектора сквозь индуктор и ускорять тем самым изменение магнитного поля в нем, т.е. создавать таким образом большое ускоряющее напряжение для электронов пучка первого инжектора. Происходящие про643050 цессы поясняются эпюрами, представленными на фиг. 3, к, м, р.

Дополнительный повышающий импульсНый трансформа".îð 8 возволяет обеспечйвать лучшее согласование энергии пучка инжектора б, проходящего по траектории б, со встречным полем накопителя 1.

Положительный эффект от применения предлагаемого устройства имеет четкое выражение при работе с силь- $Q ноточными пучками частиц. Например, при скорости сброса тока пуска в одной иэ установок а, — =5. (0 A(c

d и собственной индуктивности системы импульсного питания инжектора равно как минимум, 50 ° 10 Гн амплитуда перенапряжения, представляющая собо! обратный выброс, составляет не мены

0,25 ° 10 В. Устранение обратного б выброса такой величины обычным средством требует мер, свяэанных со специальными конструкторскими разработками.

643050

Корректор И. Шароши

Подписное

Тираж 845

Заказ 10776/5

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор П. Горькова Техред T.Ôàíòà

t