Бетатрон

Бетатрон

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

!!

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со»оз Соеетскин

Сюциалистиыеских

Республик

«i 504439 (6l) Дополнительное к авт. снид-ву— (5») M. Кл

Н 05 H 11/00 (22) Заявлено03.06.74 (2l) 2029590/26-25 с присоединением заявки № (23} Приоритет— (43) Оаублнковано15. 11,78.Бюллетень N 42 (45) Дата опубликования описания 26.11.78

Гюсударстеннн»нй квинтет

6ааата )йнннстрсв»",6И в делан нзабретсннй н вткрытнй (53) УДК 621.384,,6 (088.8) Быстрицкий, Б. B. Окулов 10. П. Усов и Б. И. Цветков (72) Авторы изобретения Научно-исследовательский институт ядерной физики, электро»п»к»» и автоматики при Томском ордена Октябрьской Революц»п» и ордена Трудового Краденого Знамени политехническом институте им. С. М. Кирова (7 !) Заявитель (54) БЕТАТРОН

Известен бетатрон с инжектором влек-» тронов, расположенным в центральном сердечнике бетатрона в медианной плоскости и имеющим выход пучка электронов в межполюсиое пространство, Электроны, вылетающие из инжектора в радиальном направлении, изменяют направление своего движения в магнитном поле центрального зазора и инжектируютсч в межполюсное пространство.

Расположение инжектора электронов в центральном зазоре дает возможность инжектировать в межполюсное пространство большие токи, однако размещение горячего катода в центральном зазоре бетатрона технически сложно, а наличие индуктивности електропитающих проводов инжектора затрудняет передачу на катод инжектора мощного импульса высокого напряжения с наносекундным фронтом.

Цель изобретения — получение мощных @ наносекундвь»х импульсов тока инжекции и повышение интенсивности потока ускоренных электронов

Это достигается тем, что инжектор выполнен в виде двух двойных параллельно соединеннь»х дисковых формирующих линий, центральный диск которых являетс»» катодом инжектора, внешние электроды формирующих линий — анодом, а общий коммутатор формирующих линий расположен вдоль оси инжектора.

На чертеже изображен инжектор, размещенный в центральном зазоре бетатрона, общий вид.

В аноде 1 инжектора размещены две дисковые двойные параллельно включенные формирующие линии 2, высоковольтные зарядные электроды 3 которых укреплены на высоковольтных изоляторах 4 и 5 симметрично относительно медианной плоскости 6 ускорителя. Причем анод 1 инжектора является одновременно общим наружным электродом формирующих линий 2.

Катод 7 инжектора укреплен на высоковольтных изоляторах 4 и 5 и промежутке между высоковольтными зарядными электродами 3 v является одновременно

ij 04439 общим электропом двойных формирующих линий 2.

Наружный кольцевой край катопа 7 выступает из изолятора 4 вблизи отверстия (щели) в аноде 1, которое служит пля вы- 3 хопа электронного пучка 8 из инжектора в центральный зазор 9 и межполюсное пространство 10.

Катоп 7 инжектора соединен с анопом

1 через зарядную индуктивность 11 пвой- 16 ных формирующих линий 2. Инпуктивность 1 1 выполнена в вице спирали, навитой на поверхность изолятора 4, причем один конец индуктивности 11 соединен с анодом l„a другой ее конец — с катодом

7 инжектора.

Со стороны оси 12 симметрии инжектора и бетатрона высоковольтные заряпные электроды 3 двойных формирующих линий 2 соединены межпу собой и яв-® ляются опновременно высоковольтным электропом коммутатора 13, заземленным электродом которого служит ближайшая к оси 12 центральная часть анода инжектора.

Я

Высоковольтные зарядные электроды

3 пвойных формирующих линий 2 соединены с высоковольтным вводом 14, ипущим от источника импульсных напряжений через центральное отверстие 15 в централь-® ном сердечнике 16 бетатрона.

При возрастании магнитного потока в центральном серпечнике 16 бетатрона при опрепеленном значении магнитного поля на равновесной орбите бетатрона от источника импульсного напряжения через высоковольтный ввод 14 и индуктивность

11 происходит заряд двойных формирующих линий 2, В опрепеленный момент времени напряжение на коммутаторе 13 достигает такой величины, что коммутатор 13 срабатывает, и от него в сторону анода 1 начинают распространяться радиально расхоцящиеся электромагнитные волны, разряжающие верхнюю и нижнюю формирующие линии 2. Дойпя до внешних краев электропов 3, электромагнитные волны частично отражаются и частично преломляются. Преломленные волны, двигаясь @ к центру средних формирующих линий 2, разряжают их По половинного значения начального заряпного потенциала, а отраженные во пы, пвигаясь к центру верхней и нижней формирующих линий 2, заряжают " их по половинного значения заряпного потенциала, но с противоположным знаком. Таким образом, между средним электропом катопом (7) и анопом 1, нахопившимися по срабатывания коммутатора поп оцним потенциалом (потенциал земли), возникает разность потенциалов, равная заряпному напряжению. Электромагниъные волны, переэаряжавшие верхнюю и нижнюю формирующие линии 2, дойдя по коммутатора 13, отражаются от него, как от короткозамкнутого коши, и, пвигаясь в обратном направлении, вновь разряжают верхнюю и нижние формирующие линии 2, Преломленные электромагнитные волны, разряжающие средние формирующие пинии 2, дойдя по внутреннего края пискового электрода (катопа 7), отражаются от него, как от разомкнутого конца, и распространяются в обратном направлении, разряжая по нулевого потенциала средние формирующие линии 2. При постижении волнами внешнего края дисковых формирующих линий процесс формирования электрического импульса завершается, Таким образом, между анодом 1 и катодом 7 сформирован электрический импульс, плительность которого равна двойному времени прохождения электромагнитной волны в рапиальном направлении в писковой формирующей линии, и амплитупа которого равна зарядному напряжению.

При этом напряженностЬ электрического поля у катода 7 достигает величины, достаточной пля интенсивной холопной эмиссии электронов, и сформированный в инжекторе дисковый электронный пучок 8 выходит в центральный зазор 9.

Б магнитном поле центрального зазора

9 электроны изменяют направление своего движения с радиального, при выходе иэ инжектора, на почти тангенциальное, при выхопе из центрального зазора в межэлектропное пространство 10.

Разрядный контур Писковых формирующих линий 2 -.включающий в себя коммутатор 13 и инжектор, имеет аксиальную симметрию и малую индуктивность, обеспечивает получение мощных наносекундных импульсов напряжения и тока инжекции с крутыми фронтами, а значит и получение больших скоростей изменения электронного тока на выхопе из инжектора и больших скоростей изменения тока инжекции. Последнее вызывает появление в межполюсном пространстве большой вихревой

ЗДС самоинпукции, которая резко изменяет импульс инжектированных электронов и тем самым обеспечивает эффективный захват электронов в ускорение.

504439

Составитель С. Шитов

Редактор Т. Колодцева Техред М. Борисова Корректор С. Гарасиняк

Заказ 6590/52 Тираж 950 Подписное

UHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, А135, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Бетатрон с инжектором, расположенным в центральном сердечнике электромагнита в медианной плоскости и имеющим вы--. У ход пучка электронов,в межполюсное пространство, отличающийся тем, что, с целью получения мощных наносекунцных импульсов тока инжекции и повыше10 ния интенсивности потока ускоренных электронов, .инжектор выполнен в виде двух цвойных параллельно соединенных дисковых формирующих линий, центральный диск которых является катодом инжектора, а внешние электроды формирующих линий - аноцом, а общий коммутатор формирующих линий расположен вдоль оси иижектоPG„