Ускорительная камера циклотрона

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()749359 (61) Дополнительное к авт, саид-ву я)м. к . (22) Заявлено 16017о (2f) 2713546/18 25 .< 1 с присоединением заявки Но

I (23) Приоритет— с

Государс-.аенный комитет

ССС P по делам изобретений н открытий

Н 05 Н 13/00

Н 05 Н 7/00

Опубликовано 0706.81.Бюллетень 89 21 (53) УДК 621. 384. .6(088.8) Дата опубликования описания 07.06.81 (72) Авторы изобретения

П. В. Богданов и И. Ф. Малышев (71) Заявитель (54) УСКОРИТЕЛЬНАЯ КАМЕРА ЦИКЛОТРОНА

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при разработке циклотрона. ускорительная камера является одним. из основных узлов циклотрона и предназначена для обеспечения рабочего давления (Р 6 1.10 мм рт.ст.) в ее объеме и размещения в ней оборудования, необходимого для ускорения, диагностики и вывода пучков уо— коренных частиц. .Известен циклотрон, в котором ускорительная камера содержит корпус и две идентичные верхнюю и нижнюю крышки. Корпус камеры выполнен из магнитопроводящей стали в виде квадрата с концентрическим отверстием.

Кроме основной функции корпус несет функцию стоек магнита (магнитопровода). В местах, где стенки корпуса камеры имеют минимальную толщину (по осям квадрата), предусмотрены отверстия для подсоединения резонансных систем и другого оборудования. Крышками камеры служат полюса электромагнита, выполненные как одно целое с верхней и нижней балками соответственно, причем катушки электромагнита размещены в пазах балок и закрыты герметичными заглушками из немагнит-. ного материала, обращенными внутрь вакуумного объема камеры. Герметичное соединение крышек (балок магнита) с корпусом камеры достигается с помощью уплотнительных прокладок (1).<

Недостатками камеры этого циклотрона являются невозможность устранения вакуумных течей в соединениях заглушек,, закрывающих электрические катушки, без разборки циклотрона; сложность получения герметичного соединения катушек с корпусом камеры при одновременном обеспечении рабочего зазора "по железу" электромагнита, так как отклонение от номинальных размеров либо корпуса, либо сечения уплотнительной прокладки может привести к негерметичности соединения или к нарушению зазора

20 по железу; сложность размещения оборуДования, обусловленная внешней конфигурацией корпуса; повышенное сопротивление . магнитному потоку, вызываемое неравнотолщинностью маг нитопровода (корпуса камеры); низкая надежность работы герметичного соединения, размещенного вблизи от источников ионизирующих излучений.

Известен также циклотрон, в котором ускорительная камера составлена

749359 из корпуса, выполненного из немагнитного металла, а крышками являются полюсные наконечники электромагнита.

Корпус камеры размещен внутри цилиндрического магнитопровода. К корпусу. герметично подсоединены патрубки для ввода в объем камеры различного оборудования. В магнитопроводе выполнены отверстия для размещения этих патрубков. Крышки камеры соединяются герметично с корпусом при помощи уплотнительных прокладок. В этой конструкции равнотолщинный магнитопро вод охватывает вакуумную камеру и служит защитой от ионизирующих излучений, возникающих внутри камеры $2).

Недостатками такого циклотрона являются сложность конструкции ускорительной камеры (наличие патрубков для ввода оборудования, проходящих через магнитопровод); недостаточная надежность работы из-за того, что 20 уйлотнительные соединения расположены в непосредственной близости (по периметру поллюсного наконечника) .от источников ионизирующих излучений; трудность поиска и ликвидации течей в местах соединений крышек и патрубков с корпусом каме(5ы, так как они расположены внутри магнитопровода.

Известна ускорительная камера циклотрона, содержащая корпус из немагнитной стали и крышки, составленные иэ полюсных наконечников, уплотнительных фланцев и вварзнных между ними демпфирующих пластин иэ немагнитной стали. Герметичное соединение нижней крышки обеспечено при помощи

1 уплотнительной прокладки и болтового соединения, а верхней. с помощью

1 уплотнительной прокладки, эа счет усилия, создаваемого весом верхней балки и полюса магнита, к которому 40 прикреплена крышка. Демпфирующая пластина крышки камеры, йрогибаясь на величину, обеспечивающую плотное прилегание балок магнита к стойкам, пеРедает необходимое Усилие на уп- 45 ,лотнительную прокладку j3).

Недостатками этой конструкции циклотрона являются сложность размещения оборудования в камере, обусловленная наличием стоек магнита, закрывающих около 50% стенок корпуса камеры и необходимость создания внешней защиты от ионизирующих излучений, возникающих внутри камеры.

Целью изобретения является упрощение конструкции, повышение надежности работы и повышение эксплуатационных качеств (обеспечение свободного доступа к герметичным соединениям для поиска и ликвидации вакуумных течей, обеспечение защиты от ионизирующих dO

-излучений, возникающих внутри камеры и т д.).

Цель достигается тем, что корпус ускорительной камеры выполнен из магнитопроводящего вакуумноплотного 5 материала в виде толстостенного полого цилиндра.

На чертеже схематично показана ускорительная камера в разрезе.

Ускорительная камера содержит корпус 1, крышки, составленные из полюсных наконечников 2, уплотнительных фланцев 3 и вваренной между ними демпфирующей пластины 4, присоединенные к нижней и верхней цилиндрическим балкам магнита 5, уплотнительные прокладки б. .Корпус 1 камеры выполнен иэ магнитонроводящего вакуумноплотного материала в виде полого цилиндра и размещен между верхней и нижней балками магнита. В стенке корпуса камеры предусмотрены отверстия для подсоединения резонансной системы и другого оборудования. Все уплотняемые соединения максимально возможно удалены от источников ионизирующих излучений. Герметичное соединение верхней крышки с корпусом камеры обеспечивается при помощи уплотнительной прокладки б, за счет усилия, создаваемого массой верхней балки и магнита полюса и передаваемого демпфирующей пластиной, которая прогибаясь, обеспечивает плотное прилегание балки магнита к корпусу камеры — магнитопроводу.

Нижняя крышка камеры присоединяется к корпусу герметично при помощи уплотнительной прокладки и болтового соединения.

В предлагаемом варианте корпус ускорительндй камеры одновременно представляет собой равнотолщинный магнитопровод (в виде полого цилиндра) и защиту от ионизирующих излучений, возникающих, внутри камеры. Такая конструкция камеры обеспечивает широкую возможность размещения оборудования внутри ее к свободу доступа к местам уплотнений. Размещение герметизирующих соединений в местах, удаленных от источников излучений, в несколько раз повышает надежность их работы, так как известно, что уровень активности (разрушающее действие) снижается пропорционально квадрату расстояния.

Таким образом, предлагаемая ускорительная камера циклотрона проста конструктивно, надежна и удобна в эксплуатации и позволяет существенно (в несколько раз) сократить время простоя циклотрона, связанное с на" ладкой и ревизией камеры.

Формула изобретения ускорительная камера циклотрона, содержащая корпус и крышки, составленные из полюсных наконечников, уплотнительных фланцев и вваренных меж749359 редактор Л. Павлова 1ехред Т;Маточка КоРРектоР С Цомак

Заказ 3372/53 Тираж 889 Подписное

ВНИИПИ Государственнсго комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ду ними демпфирующих пластин, о т л и ч а ю щ а я с я тем,, что, с целью упрощения конструкции, повыщения надежности работы и повьыения эксплуатационных качеств, корпус ускорительной камеры выполнен из магнитопроводящего.вакуумноплотного материала в виде толстостенного полого цилиндра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, 0.8ot tger, W. Wo1 f f "AEG compact cyclotron" Intern. Cyclotron

conf. Oxford, 1969.

2. ВА-Y. CYCLOTRON for production

of shortlived radioactiv isotopes.

ISW Technical news, Sept. 1976.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2458661/18-25, 1977 (прототип).