Индукционный линейный ускоритель

Индукционный линейный ускоритель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

295I78

О Il И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Кл. 21g, 36

Заявлено 27.Ч11.1966 (№ 1094116/26-25) с присоединением заявки М

МПК Н 05h

УДК 621.374.42 (088.8) Приоритет

Опубликовано 13.Х1.1967. Бюллетень М 23

Дата опубликования описания 23.!.!9б8

Комитет по лолам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

В. С. Босамыкин, А. И. Герасимов, А, П. Клементь в и А. И. Павловский

Заявитель

ИНДУКЦИОННЫЙ ЛИНЕЙНЫЙ УСКОРИТЕЛЬ

Известные ускоряющие системы линейных индукционных ускорителей представляют собой серию последовательно соединенных трансформаторов, в которых независимые первичные контуры, состоящие из расположенных вне ускорителя накопителей энергии, коммутаторов, соединительных цепей, возбуждают магнитные потоки в торообразных ферромагнитных сердечниках.

С целью повышения трансформируемой мощности рабочей частоты и удешевления стоимости ускорителя предложен индукционный линейный ускоритель, в котором все элементы первичного контура объединены в обхватываемый вторичным контуром безжелезHbllf торообразный магнитопровод, создающий и удерживающий переменный магнитный поток, индуцирующий вихревое электрическое поле.

На фиг. 1 изображен один из вариантов схемы бсзжелсзной ускоряющей системы (другие варианты могут отличаться взаимным расположением элементов магнитопровода); на фиг. 2 — один из вариантов схемы ускоряющей системы, в которой коммутация в каждом магнитопроводе осуществляется одним искровым разрядником, помещенным в зазоре ме>кду Bblco«QBQJlbTHGH шиной кольцевого конденсатора и заземленной стенкой АВ.

Кольцевой «оммутатор 1 и заряжаемый через сопротивление 2 кольцевой конденсатор 3 вместе с соединяющими их проводниками каждого трансформатора образуют торообразный первичный контур. Заземленный экран

A 8 CD c. I)>кит втОри IHbi >I конт1 poli B кя >кд >Й единице ускоряющей системы.

Возникающий в результате затухающсгo колебательного процесса при разряде конденсатора на индуктивную нагрузку первичного

10 контура ток 1 создасз замкнутый переменный магнитный поток l!;=SBds, где  — магнитная

> нндукция; ds — элемент площади сечения первичного контура, нндуцирующий вихревое

15 электрическое поле Е, ко1орос концентрируется вторичным контуром АВСВ в ускоряющем зазоре AD.

Магнитный поток удерживается внутри пср20 ьичного контура — безжелсзного магнитопроводя создающими его токами проводимости il смещения. Во избежание активных потерь то.ицина проводящих стенок первичного конl р 1 должн 1 obli b oo lbHIc глу бины cKHH-c lo>I

25 иа частоте разрядного тока 1. При этом возмо>кно использование одной из стенок первичного контура в качестве части вторичного.

Для безжелезных торообразных первичных контуров минимальная величина рассеяния обеспечивается при использовании кольцевой

205178 геометрии емкостных накопителсй и коммутирующих устройств.

Кольцевой конденсатор может быть набран из малоиндуктивных конденсаторов, например керамических типа К 15 — 4, а коммутатор может быть кольцевым вакуумным разрядником либо состоящим из нескольких параллельнэ включенных искровых разрядников, расположенных по окружности.

Однако при работе на высоких частотах (5Мгц) существующис вакуумные кольцсвые разрядники не обеспечивают требуемой точности срабатывания, а замена кольцевого разрядника несколькими искровыми, обеспечивающими требуемую синхронизацию, усложняет конструкцию ускоряющей системы.

В магнитопроводе, в котором коммутация осуществляется одним искровым разрядни. ком, присутствует сосредоточенная паразитная индуктивность. Она состоит из индуктивности искры, коакспала разрядника и части индуктивности двухпроводной линии, образованной заземленным электродом разрядника и внутренним цилиндром АЕ тора прямоугольного сечения, но она может быть сделана малой по сравнению с общей индуктивностью первичного контура. Этого можно достигнуть путем уменьшения длины двухпроводной линии, коаксиала и искры разрядника. Наиболее приемлемым с точки зрения точности коммутации и требований к индуктивности является управляемый искровой разрядник под давлением.

В каждом из трансформаторов, образующих ускоряющую систему, необходима высоковольтная изоляция, например, из полиэтилена.

Известно, что в электрическом поле существующие диэлектрики стареют, т. е. снижаются их электроизоляционныс свойства, а электрическая прочность изолирующих элементов улучшается при кратковременном приложении напряжения.

В предлагаемой конструкции для увеличения срока службы изоляции емкостных накопителей и увеличения трансформируемого напряжения применена импульсная зарядка емкостных накопителей, которые разряжаются

10 одновременно с помощью коммутаторов каждого трансформатора по достижении заданного напряжения.

Подооные ускоряющие системы особенно выгодно использовать в линейных индукцион15 ных ускорителях для получения одиночных или серий импульсов тока пучка заряженных

- астиц с большой (- 1ка) aмплитудой, работающих с малой частотой повторения (0,1 ги).

Предмет изобретения

Индукционный линейный ускоритель, содержащий серию последовательно соединенных

25 ускоряющих трансформаторов, накопители, коммутирующие устройства и независимый источник питания трансформаторов, отличаюи1ийся тем, что, с целью повышения рабочей частоты и трансформируемой мощности, в

З0 каждом трансформаторе первичный контур выполнен в виде тороидального витка, образованного кольцевым конденсатором, коммутирующим устройством, например, кольцевого типа, и соединительными проводами; а вторич35 ный контур, заземленный, также тороидальной формы, обхватывает первичный контур, соединенный через сопротивление с импульсным источником питания.

205178 Риа 1

Заказ 4235!18 Тираж 535 Подппсио °

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4 I ипография, пр. Сапунова. 2

Составитель Б. Попов

Редактор Н. Джарагетти Техред Л. Я. Бриккер

Корректоры: Ь. В. Крылова и В. Г. Ионова