Магнитопровод бетатрона

Магнитопровод бетатрона

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области ускорительной техники, в частности к индукционным ускорителям электронов и может быть использовано для целей Изобретение относится к области ускорительной техники, а именно к индукционным ускорителям электронов - бетатронам, и может быть использовано для целей технологической обработки изделий тормозным излучением. Цель изобретения - улучшение массргабаритных характеристик и увеличение вывода тормозного излучения путем уменьшения азимутальных размеров ярем за счет перераспределения магнитного потока в магнитопроводе и более равномерной загрузки материала магнитопровода запасенной магнитной энертехнологической обработки изделий .. . тормозным излучением. Цель изобре- . тения - улучшение массагабаритных характеристик и увеличение вывода тормозного излучений. Устройство содержит стойки 1,ярма,2,и полюса гребневого типа, каждый из которых имеет центральную часть 3 и гребни 4. Разделение каждого гребня в месте соединения двух соседних ярем на две симметричные части, каждая из которых расположена вдоль боковых поверхностей двух соседних ярем, и при EiiiEs г. этом вьшолняется условие где г, - радиус мест соединения двух соседних ярем, м; г „ - радиус полюса, м; Гр - радиус центральной части полюса , м, позволяет уменьшить ширину каждой стойки и каждого ярма за счет более полной загрузки материала, что снижает вес магнитопровода и увеличивает сечение окна для вывода излучения. 2 ил. гией, а также увеличения размеров окон между ярмами и стойками. На фиг.1 изображен магиитопровод бетатрона, вид в плане; на фиг.2 -- сечение А-А на фиг.1. Устройство содержит стойки I, ярма 2 и полюса гребневого типа. Каждый полюс имеет центральную часть 3 и гребни 4 (см.фиг. 1,2). Ярма 2. и стойки 1 выполнены меньшей ширины, чем в прототипе. Ширина каждой стойки и каждого ярма выбирается по выражению be L., ° 1 N (Л с N9 Ю 00 о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 05 Н 11/00

I ..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

C ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3922478/24-21 (22) 04.07,85 (46) 15.03.90, Вюл. И 10 (71) Научно-исследовательский институт электронной интроскопии при Томском политехническом. институте им, С.M.Êèðîâà, (72) А,А,Звонцов, В,П,Казьмин, С.В.Енидорцева и М.К.Тиунова (53) 621.384.6(088,8) (56) Л,M,Àíàíüåâ, А,А.Воробьев, В,И.Горбунов, Индукционный ускоритель -электронов — бетатрон. М,: Госкомиздат, 1961, с. 98-114.

A.А.3вонцов, В.Л.Чахлов, А,A,Ôèлимонов. Электромагнит бетатрона с азимутальной вариацией управляющего поля. ПТЭ 9 22, 1975, с. 40-41. (54) КАГНИТОПРОВОД БЕТАТРОНА (57) Изобретение относится к области ускорительной техники, в частности к индукционным ускорителям электронов и может быть использовано для целей

Изобретение относится к области ускорительной техники, а именно к индукционным ускорителям электронов-— бетатронам, и может быть использовано для целей технологической обработки изделий тормозным излучением.

Цель изобретения — улучшение массогабаритных характеристик и увеличение вывода тормозного излучения путем уменьшения азимутальных размеров ярем за счет перераспределения магнитного потока в магнитопроводе и более равномерной загрузки материала магнитопровода запасенной магнитной энер„„SU„„1294286 А 1

2 технологической обработки изделий тормозным излучением, Цель изобретения — улучшение массогабаритных характеристик и увеличение вывода тормозного излучения. Устройство содержит стойки 1,ярма 2.и полюса гребневого типа, каждый из которых имеет центральную часть 3 и гребни 4. Pasделение каждого гребня в месте соединения двух соседних ярем на две симметричные части, каждая из которых расположена вдоль боковых поверхностей двух соседних ярем, и при гл 4tc этом выполняется условие - —, где

r> — радиус мест соединения двух соседних ярем м; r „ — радиус полюса, м; rc — радиус центральной части по-. люса, м, позволяет уменьшить ширину каждой стойки и каждого ярма за счет более полной загрузки материала, что снижает вес магнитопровода и увеличивает сечение окна для вывода излучения. 2 ил. гней, а также увеличения размеров окон между ярмами и стойками.

На фиг,1 изображен магнитопровод бетатрона, вид в плане; на фиг.2сечение А-А на фиг.1.

Устройство содержит стойки 1, ярма 2 и полюса гребневого типа. Каждый полюс имеет центральную часть 3 и гребни 4 (см.фиг,1,2), Ярма 2 и стой" ки 1 выполнены меньшей ширины, чем в прототипе. Ширина каждой стойки и каждого ярма выбирается по выражению

1294286

При сборке ярма образуют сплошную часть с радиусом ги+ rc г1 2

5 который примерно равен радиусу равновесной орбиты r . Ярма соприкасаются друг с другом при сборке цо линии 5.

Выходящие из центральной части 3 гребни 4 на радиусе r, разделяются на две части, которые направлены по соответствующему ярму и расположены в пространстве, ограниченном боковой гранью 6 и осью 7 каждого ярма. Полю- 15 са могут быть съемными, Ярма 2 и стойки 1 могут быть выполнены из отдельных пластин 8 и при сборке стыковаться по линиям 9. Расположение пластин

8 ферромагнитного материала в гребнях 20 ,4, ярме 2 и стойке 1 показано на фиг, фиг. 1. Для сравнения на фиг. 1 показаны пунктиром габаритные размеры ярем известной конструкции магнитопровода и азимутальная протяженность выводных 25 окон 0 и 01, 0 — азимутальная протяженность выводного окна, которое обеспечивается в предлагаемой конструкции магнитопровода. Профилированная. поверхность 10 полюсов выбирается так,3п чтобы обеспечить достаточную фокусировку ускоряемого пучка na r u z направлениям, Центральные вкладыши

11 обеспечивают выполнение бетатронного соотношения. Магнитопровод имеет >5 окна 12 для размещения намагничивающей обмотки.

При таком выполнении электромагнита уменьшается ширина одной стойки и ярма вследствие того, что часть ма- 40 териала каждой стойки и каждого ярма можно удалить, так как эта часть материала недостаточно загружена. Количество удаленного материала определяется следующим образом, Так как эа- 45 грузка материала гребней и соответствующих частей стоек и ярем составляет всего 40-507. от максимально возможной, то эту часть материала можно сократить в два раза. Недостаточно за- о груженная часть ярем при сборке образует в известных конструкциях сплошной кольцевой участок, расположенный между ги и r„. Следовательно, ширину этой кольцевой зоны можно уменьшить в два раза, а значит радиус сплошной части, образованной при сборке, в предлагаемой конструкции будет равен

re+ra

Г

1 2

Тогда, чтобы подвести магнитный поток ко всему материалу гребней,. гребни на радиусе г1 необходимо раздвоить, т,е, разделить на две части, и направить указанные части по соот-. ветствующему ярму, Такие гребни будут иметь форму "Ласточкин хвост", При таком выполнении электромагнита ширина одной стойки и ярма будет равна

Йгп+г 1

Ъ1 N — N а толщина стойки h остается прежней, Выигрыш по ширине каждой стойки составит

2 rï, 4Ь=Ъс -Ъс = — — — — ir +г ) п с и — (r r) . n c ° (3) Или же в относительных единицах

4b и (r rc) .rq-rc

Ъ N 27 r„/N 2 rÄ l 2 1 а1 -<п> ) =(и)+ — Е г Z 2

Выигрыш в весе будет несколько меньше, так как длина ферромагнитных пластин удаленной части меньше длины пластин, расположенных в средней части каждого ярма, Соответствующим образом увеличивается ширина выводного окна, так как в бетатронах излучение выводится в пространство между стойками, Изменение конструкции магнитопровода и формы гребней не повлияет на мощность дозы излучения бетатрона, Мощность дозы определяется энергией и числом ускоренных электронов, Энергия электронов M пропорциональна изменению магнитного потока 4 Ф в круге равновесной орбиты. В предлагаемой конструкции величина 4ф не изменилась.

Количество ускоренных электронов определяется в основном напряжением инжекции, объемом области устойчивого движения частиц и величиной фокусирующих сил. Из перечисленных факторов изменение формы гребней может повлиять на величины фиксирующих сил, ! которые определяются следующими выражениями,1294286 где 4, 4 — частоты бетатронных колебаний; (n > — средний по азимута показатель спадания поля;.

Š— глубина вариации.

Так как E обычно меньше 0,3, то фокусирующие свойства поля зависят в основном от величины (n).

В известных конструкциях (n ) дос- 10 таточно быстро возрастает к краю полюса, Для компенсации этого изменения приходится выполнять корректирующие выступы, что усложняет технологию изготовления, Предлагаемая форма гребней одновременно обеспечивает более медленное изменение (и (г), Предлагаемая конструкция магнитопровода не приводит к усложнению технологии его изготовления, Как и в из- 20 вестных конструкциях, магнитопровод набирается из отдельных изолированных пластин, расположенных параллельно продольной оси каждого ярма. Если полюс выполняется совместно с ярмом, 25 то изменяется длина и ширина части пластин при рубке, как и в известных конструкциях. Технология изготовления существенно упрощается, если полюс съемный. . 30

Устройство работает следующим образом, Включаются обмотки возбуждения (на фигурах не показана), и в магнитопроводе возбуждается магнитный поток, обеспечивающий ускорение и поперечную фокусировку электронов аналогично прототипу.

Работа устройства аналогична рабо- 4п те магнитопровода известной конструкции. Отличие от прототипа заключается в том, что недостаточно загруженные пластины в каждом ярме и стойке формулаиэобретения

Магнитопровод бетатрона, содержащий стойки, полюса с центральной частью, и охватывающие их ярма, которые в месте соединения двух соседних ярем образуют сплошную часть в форме диска, выходящие из центральной части полюса, гребни, а также центральные вкладыши, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных характеристик и увеличения вывода тормозного излучения, каждый гребень в месте соединения двух соседних ярем разделен на две симметричные части, каждая из которых расположена вдоль боковых поверхностей двух соседних ярем, и при этом выполняется условие где r, — радиус мест соединения двух соседних ярем, м; †. радиус полюса, и; — радиус центральной части полюса, м, удалены, а соответствующая часть потока проходит через оставшиеся пластины 8, Это обстоятельство обеспечивает более полную загрузку оставшихся пластин 8 стоек 1 и ярем 2, Таким образом, использование изобретения позволит снизить массу магнитопровода ферромагнитного материала ярем и стоек, увеличить размер выводного окна, а значит повысить дозу излучения и снизить стоимость магнитопровода на величину стоимости удаленной части ферромагнитного материала и Стоимости технологических операций при обработке этой части материала.

1294286

Составитель В. Краснопольский

Редактор Е.Зубиетова Техред М,Ходанич Корректор Т. Малец

Заказ 992 Тираж 661 Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101