Выпускное окно ускорителя электронов

 

1. ВЫПУСКНОЕ ОКНО УСКОРИТЕЛЯ ЭЛЕКТРОНОВ, содержащее опорную решетку с каналами, укрепленную на вакуумной камере, и фольгу, вакуумНОШ1ОТНО1 установленную на решетку, отличающееся тем, что, с целью увеличения коэффициента вывода пучка, на поверхности каналов опорной решетки нанесена пленка металла с атомным номером большим, чем атомный номер материала решетки. 2. Бьтускное окно по п. 1, отличающееся тем, что пот верхности каналов опорной решетки выполнены наклонными. 00 СП сх

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„852148 51 4 Н 05 Н 5/02 ( (зсисож>

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ц.",, 13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2903661/18.-21 (22) 31.03.80 (46) 07.03 ° 88. Бюл. Р 9 (72) N.À. Аброян, A.Ä. Сусаров, Г.И. Токарев и M.Т. Федотов (53) 621.384.6(088.8) (56) Григорьев Ю.В., Шантурин Л,П.

Иоимпульсная электронная пушка с.выпуском потока большого сечения в атмосферу ПТЭ, 0-* 2, 1978, с, 188-189.

Патент CUlA Ф 3749967, кл. 315-55, опублик. 1971. (54) (57) 1. ВЫНУСКНОЕ ОКНО УСКОРИТЕЛЯ ЭЛЕКТРОНОВ, содержащее опорную решетку с каналами, укрепленную на вакуумной камере, и фольгу, вакуумноплатно1 установленную на решетку, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения коэффициента вывода пучка, на поверхности каналов . опорной решетки нанесена пленка металла с атомным номером большим, I чем атомный номер материала решетки.

2. Выпускное окно по п. 1, о т. л н ч а ю щ е е с я тем, что по-. верхности каналов опорной решетки mrполнены -наклонными.

852148

Изобретение относится к области ускорительной техники, более конкретно к устройствам вывода пучка ускоренных электронов в атмосферу через фольгу выпускного окна, и мо5 жет быть использовано в устройствах ионизации электроионизационных лазе.ров или в ускорителях для радиационной технологии.. 10

Известны конструкции выпускных окон, в которых вывод в атмосферу пучка ускоренных электронов большого сечения осуществляется через фольгу, вакуумнонлотно установленную на опорную решетку, укрепленную на вакуумной камере ускорителя.

Недостатком известных устройств является то, что на торцевой и боковой поверхности опорной решетки происходят значительные потери пучка. Кроме того, эти потери усложняют задачу отвода тепла от фольги окна и предъявляют специфические требования по теплопроводности к материалу решетки. Обычно опорные решетки выполняются as меди.

Наиболее близким техническим решением является выпускное окно, содержащее опорную решетку с кана1 лами, укрепленную на вакуумной камере, и фольгу, вакуумноплотно установленную на решетку.

Обеспечение требований высокой геометрической прозрачности и достаточной механической прочности при значительной ширине выпускного окна, достигающей нескольких десятков сантиметров, приводит к необходимости выполнения опорной решетки значительной толщины (20-40 мм). В этом слу40 чае увеличиваются потери пучка на опорной решетке и, как следствие, снижается эффективность вывода пучка ускоренных электронов. Коэффициент вывода пучка для такой конструкции превышает 0,3-0,4 при геометрической прозрачности опорной решетки О,б0,7. Указанный недостаток обусловлен потерями расходящегося. электронного пучка на поверхности каналов в

;опорной решетке, служащих для прохождения пучка, Целью изобретения является увели- чение коэффициента выхода пучка.

Поставленная цель достигается тем, что на поверхности каналов опорной решетки нанесена пленка металла с ат омный номером большим, ч ем атомный номер материала решетки.

Поставленная цель достигается тем, что в известном выпускном окне ускорителя электронов, содержащем опорную решетку с каналами, укрепленную на вакуумной камере, и фольгу, вакуумплотно установленную на решетку, поверхности каналов выполнены наклонными.

Пленка одного металла, нанесенная на поверхность другого, начиная с толщин, равных нескольким атомарным слоям, определяет его вторично эмиссионные свойства. Пленка тяжелого металла с большим атомным номером (Ag, Sn> W, РЪ), нанесенная на поверхность каналов медноопорной решетки, ведет к увеличению относительной доли наиболее быстрых неуп-., руго отраженных электронов, т.е. в спектре вторичных частиц увеличивается число частиц с энергией, близкой или равной энергии первичного пучка, пригодных для вывода сквозь фольгу.в атмосферу.

На фиг. 1 изображено выпускное окно ускорителя электронов; на фиг. 2 — элементы опорной решетки одного из конструктивных вариантов.

Выпускное окно .содержит опорную решетку 1, с каналами 2, на поверхности 3 которых нанесена пленка металла 4 с атомным номером большим, чем атомный номер материала решетки.

Опорная решетка 1 установлена на фла нец 5 вакуумной камеры 6. Фольга 7 вакуумноплотно закреплена с внешней опорной решетки с помощью уплотнителя 8, прижимного фланца 9 и крепежных элементов 10.

Выпускное окно работает следующим образом.

При работе ускорителя его электронно-оптическая система (ЭОС) формирует электронный поток, падающий на выпускное окно. При этом на поверхность фольги 7 падает поток электронов, прошедших непосредственно через отверстия каналов 2 и поток вторичных электронов, отраженных от пленки металла 4. Отражение от пленки металла с большим значением атомного номера приводит к увеличению относительной доли быстрых электронов в спектре вторичных частиц, что ведет к общему увеличению коэффициента вывода пучка.,852148

Составитель М.Медведев

Техред Л.Сердюкова Корректор A-Обручар

Редактор Н.Сильнягина

Заказ 996

Тираж 832 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Наиболее эффективно применение предложенного выпускного. окна (фиг. 1) для ЭДС, формирующей равномерный по плотности электронный поток, падающий на выпускное окно, 5 для конструктивного варианта элементы опорной решетки-которого изобра-. жены на фиг. 2, для ЭОС, формирующей совокупность отдельных расходящихся пучков, проходящих преимущественно внутри каналов опорной решетки, для снижения потерь пучка на торцевой поверхности опорной решетки. Некоторое уменьшение геометрической прозрачности опорной решетки для такого способа формирования почти не влияет на коэффициент вывода .пучка, а увеличение угла падения электронов пучка на наклонную поверхность каналов 2 на угол Ы дополнительно ведет к росту интегрального коэффициента отражения, к уве-. личению. коэффициента вывода пучка (6 - угол между нормалью к поверх- 25 ности фольги и образующей наклонной поверхности каналов).

Нанесение пленки металла с большим атомным номером на поверхность каналов медной опорной решетки технологически наиболее легко осуществимо для (Ag, Sn, РЬ) электролити/ ческим способом. Пленка такого металла толщиной 10-30 мк, нанесенная на поверхность каналов медной опорной решетки, повышаеФ интегральный коэффициент отражения в укаэанной области энергий в среднем на 1015Х. Увеличение среднего угла падения пучка на поверхность каналов опорной решетки на 3-5 повышает.интегральный коэффициент отражения в среднем на 5-7Х.. Применение предложенного технического решения в ускорителях прямого действия с большой площадью сечения пучка позволяет поднять коэффициент вывода пучка в среднем на 5-10Х повысить КПД ускорителя, снизить тепловые нагрузки на фольгу выпускного окна и повысить срок ее службы.