Бетатрон

 

I ö 774525

СПИ

ИЗОБ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКО (61) Дополнительн (22) Заявлено 03.0

51) М Кч3

Н 05 Н 11) 00 с присоедине

Государственный комитет (23) Приоритет

53) УДК 621.384.6 (088.8) по делам изобретеиий Опубликовано 30. и открытий

Дата опубликован (72) Автор изобретения Г. Л. Чахлов (71) Заявитель Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом институте им. С. М, Кирова (54) БЕТАТРОН

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при разработке индукционных ускорителей с высоким КПД, уменьшенными габаритами и массой., Э

В бетатронах в конце цикла ускорения электроны для генерирования тормозного излучения сбрасываются на мишень с помощью специальной схемы сброса.

Известен бетатрон, в котором сброс осу- 1» ществляется с помощью дополнительного магнитного поля, создаваемого обмотками, уложенными на профилированных поверхностях полюсов (1). По обмоткам в момент максимума управляющего и ускоряющего 15 поля через коммутирующий прибор пропускаются импульсы тока от накопительного конденсатора, который предварительно заряжен через диод, активное сопротивление и трансформатор от сети. Недостатками и такого устройства является наличие дополнительного источника питания для схемы сброса, накопительного конденсатора, зарядного сопротивления и диода, что увеличивает габариты и массу устройства, а также потери мощности, которые возникают при передаче энергии от источника к накопителю.

Известен также бетатрон, содержащий электромагнит с намагничивающей обмоткой, I o»;Ic»c2Top для компенсации реактив»ой мощности»амагничиваютцей обмотки, обмотки сброса ускоренных электронов, расположенные в рабочем зазоре (2).

В этой системе в качестве зарядного трансформатора использован электромаг»»т.

Недостатками такого бетатрона являются увеличенные габариты и масса бетатронной установки из-за наличия отдельного»ако»итель»ого конденсатора и элементов зарядной цепи: диода, активного сопротивления, и невысокий КПД из-за потерь мощности»а активном сопротивле»ии» диоде при заряде конденсатора.

Целью изобрете»ия является снижение габаритов, массы» потребляемой мощности.

Зто достигается тем, что в бетатроне, содержащем электромагнит с намагничивающей обмоткой, конденсатор для компенсац»» реактивной мощности намагничивающей обмотки, обмотки сброса ускоренных электронов, расположенные в рабочем зазоре, обмотки сброса подключены через коммутирующий прибор параллельно намагничивающей обмотке.

На фиг. 1 дана электрическая схема варианта предлагаемого устройства; на фиг. 2 — кривые, характеризующие работу устройства.

Устройство включает электромагнит с намагничивающей обмоткой 1, конденсатор

2 для компенсации реактивной мощности намагничивающей обмотки, обмотки 3 сброса ускоренных электронов, расположенные на профилированных поверхностях полюсов, обмотку 4 возбуждения, коммутирующий прибор 5.

Бетатрон работает следующим образом.

Обмотка 4 возбуждения подключена к сети, в колебательном контуре конденсатор

2 — обмотка 1 возбуждаются незатухающие колебания (на фиг. 2 кривые а и б — 1 соответственно напряжение и ток контура).

В момент времени t, когда напряжение на конденсаторе 2 не изменило знак, на управляющий электрод коммутирующего прибора 5 приходит запускающий импульс. Кон- 20 денсатор 2 через коммутирующий прибор разряжается на обмотки 3 сброса, создавая дополнительное магнитное поле, необходимое для сброса ускоренных электронов на мишень. 25

Так как добротность колебательного контура достаточно велика, конденсатор 2 перезаряжается до напряжения обратной полярности, и коммутирующий прибор 5 выключается в момснт времени t> (на фиг.2 — 30 кривая в — импульс тока, протекающего по обмоткам 3 сброса).

Время включения коммутирующего прибора 5 выбирается исходя из энергии, необходимой для сброса ускоренных элек- 35 тронов на мишень по формуле

t,„.. = — are sin — / Ы, 1

Ю т С где о — сооственная частота колебатель- 4О ного контура конденсатор 2 — обмотка 1;

U — амплитудное значение напряжения на конденсаторе 2;

Q — энергия, необходимая для сброса 45 электронов;

С вЂ” емкость конденсатора 2.

Для бетатронов величина энергии, запасаемой в колебательном контуре для ускорения электронов, определяемая величиной (l„„ в 50 в 100 раз больше энергии, необходимой для сброса электронов, поэтому фаза включения коммутирующего прибора находится вблизи максимума тока контура (фиг, 2 кривая в).

Применение предлагаемого устройства позволяет уменьшить габариты и массу генератора импульсов тока сброса примерно вдвое за счет устранения элементов зарядной цепи (активное сопротивление, диод) и совмещения накопительного конденсатора сброса с конденсатором для компенсации реактивной мощности намагничивающей обмотки.

Уменьшение потребляемой установкой мощности происходит благодаря тому, что отсутствует передача энергии от источника питания до накопительного конденсатора через трансформатор, зарядное сопротивление и диод. Это уменьшение достигает 50—

60% по сравненшо с известными схемами сброса, отсутствие отдельной емкости схемы сброса позволяет уменьшить в целом габариты и массу блока излучателя бетатронной установки.

Формула изобретения

Бетатрон, содержащий электромагнит с намагничивающей обмоткой, конденсатор для компенсации реактивной мощности нам агничивающей обмотки, обмотки сброса ускоренных электронов, расположенные в рабочем зазоре, отличающийся тем, что, с целью снижения габаритов, массы и потребляемой мощности, обмотки сброса подключены через коммутирующий прибор параллельно намагничивающей обмотке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ананьев Л. М. и др. Индукционный ускоритель электронов — Бетатрон. Атомиздат, 1964, с. 34 — 36.

2. Ананьев Л. M. и др. Переносной малогаоаритный бетатрон ПМБ-3. ГОСИНТИ, ¹ 2 — 64 — 624/14, 774525 сЪ- |

Редактор T. Морозова

Заказ 2515/3 Изд. № 652 Тираж 889 Подписное

11ПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делана изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб,, д. 4, 5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Н. Ермохин

Техред 3. Тараненко

Коррскторьп Е. Осипова и 3. Тарасова