Ускоритель заряженных и нейтральных токопроводящих тел

Ускоритель заряженных и нейтральных токопроводящих тел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСКОРИТЕЛЬ ЗАРЯЖЕННЫХ И FIEIIT- РАЛЬНЫХ ТОКОПРОВОДЯдаХ ТЕЛ, содержащий ускорительный тракт и магнитные . индукторы, полключенные к системе импульсного питания, о т. л и ч а ю-1ц и и с я тем, что, с целью повыше-- ния кинетической энергии ускоряемых тел, ускорительный тракт выполнен в виде плавносопрягаюг'щхся прямолиней— нь!х и криволинейных участков, а магнит i-пле индукторы установлеш>&1 на каждом из криволинейных участков по всей их длине, расположены со стороны выпуклой части криволинейного участка -тракта, имеют криволинейную форму, совпадающую с формой тракта, и охватывают тракт со стороны бинормалей к его оси, причем в прямолинейных y^ia— стках тракта расположены датчики скорости и положения ускоряемых тел, связанные с системо!! импульсного питаш-{я. яS

СОЮЗ СОБЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 05 Н 11/00

° л

ГОСУДЛРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

flPH ГКНТ СССР (21) 2084935/25 (22) 13. 12. 74 (46) 07. 09. 91, Бюл. Р 33 (72) Б, Г.Валиев, Л.Я. Колп и Б ° H.Ôèñêèíä (53) 621.384.634(088.8) (56) Коломенский Л.Л., Лебедев Л.Н, Теория циклических ускорителей.

Ф И., tf., 1972, с. 15.

Сахаров Л.Д. Иагнитная кумуляция.

ДЛН СССР, 1965, т. 165, с. 1. (54)(57) УСКОРИТЕЛЬ ВЛРЯЯЕННЫХ If НЕ. 1ТРЛЛЬНЫХ ТОКОПРОВОДЯ1 1ИХ ТЕЛ, содержащий ускорительный тракт и магнитные индукторы, подключенные к системе импульсного питания, о т.л и ч а юИзобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при создании ускорителей как заряженных частиц, так и нейтральных токопроводящих тел.

Известны ускорители заряженных частиц, содержащие ускорительный тракт, магнитную систему и ускоряющие зазоры, через которые заряженные частицы пропускаются многократно, в результате чего под действием электрического поля их кинетическая энергия возрастает.

Эти ускорители непригодны для ускорения нейтральных токопроводящих тел.

Известен также ускоритель заряженных и нейтральных токопроводящих тел, содержащий ускорительный тракт и магнитный индуктор, подключенный к системе импульсноro питания.

„„Я0„„5ЗН58 шийся тем, что, с целью повышения кинетической энергии ускоряемых тел, ускорительный тракт выполнен в виде плавносопрягающихся прямолинейных и криволинейных участков, а магнитные индукторы установлены на каждом из криволинейных участков по всей их длине, расположены со стороны выпуклой части криволинейного участка тракта, имеют криволинейную Аорму, совпадающую с Йормой тракта, и охватывают тракт со стороны бинормалей к его оси, причем B прямолинейных уча— стках тракта расположены датчики скорости и положения ускоряем.тх тел, связанные с системой импуль",.êîãî питания

В результате взаимодействия импульсного магнитного поля индуктора с заряженным или нейтральным токопро- ф водящим телом осуществляется ускорение последнего.

Недостатком известного ускорителя является то, что в нем невозможна многократная передача энергии ускоряе- © мому телу, что ограничивает достижимую энергию ускорения при Аиксированных параметрах индуктора.

Цель изобретения — повышение кинетической энергии ускоряемых тел.

Цель достигается тем, что ускори- р тельный тракт выполнен в виде плавносопрягающихся прямолинейных и криволинейных участков, а магнитные пндук.торы установлены на каждом из криволинейных участков по всей их длине, расположены со стороны выпуклой части криволинейного участка тракта, 531458 имеют криволинейную Аорму, совпадающую с формой тракта, и охватывают тракт со тороны бинормалей к его оси.

В прямолинейных участках тракта расположены датчики скорости и положения ускоряемых тел, связанные с системой импульсного питанияз

Принципиальная схема ускорителя представлена на Аиг. 1.

Ускоряемое тело 1 находится между

10 двумя индукторами 2 и 3, а в ускорительном тракте расположены датчики 4, 5; 6 положения и скорости ускоряемого тела.

Схема работы ускорителя показана на Аиг. 2.

При прохождении нейтрального токопроводящего тела вдоль криволинейного индуктора воздействие импульсного

20 магнитного поля индуктора индуцирует в проводнике (ускоряемом теле) вихревые токи, взаимодействующие с ускоряющим телом. Это взаимодействие приводит к искривлению траектории движения 25 тела вдоль криволинейного участка,индуктора и сообщению ему дополнительной энергии. Такое взаимодействие может быть обеспечено и для ускорения любых тел например изоляторов покрыФ Э

30 тых токопроводящей оболочкой.

Для расчета ускорения представим действие импульсного магнитного поля индуктора на ускоряемое тело.как движение магнитного поршня в Аорме полукольца, движущегося по прямой навстречу ускоряемому телу. Тогда со". гласно схеме, представленной на фиг,2, можно представить, что ускоряемое тело поочередно "обкатывает" без трения полукольцо каждого магнитного поршня индукторов 2 и 3, которые движутся в момент обкатки навстречу ускоряемому телу.

В этом случае применимы известные соотношения из теории удара, и величина скорости тела после каждого взаимодействия с "магнитным поршнем" может быть выражена следующими соотношениями:

Ч +21<о (1)

Ч =Ч +2Ц (2) где Ч вЂ” начальная скорость тела до о

Bçÿèìîäåéñòâèÿ с полем индукторов 2;

П вЂ” скорость движения магнитноо го поршня индуктора 2 при прохождении по нему ускоряемого тела;

Ч„ — скорость тела после взаимодействия с полем индуктора 2;

И вЂ” скорость движения магнитного поршня индуктора 3 при прохождении по нему ускоряе" мого тела;

V — скорость тела после взаимодействия с полем индуктора 3.

Из приведенных соотношений видно, что скорость тела (его энергия) при движении по приведенной схеме прогрессивно возрастает.

Ускоритель работает следующим образом.

Ускоряемое тело 1 по прямолинейно- му участку движется с начальной скоростью Ч„. При прохождении телом датчика 4 определяется его Аактическая скорость и выдается управляющий сигнал на включение магнитного поля необходимой длительности и формы импульса.

Проходящий по индуктору ток создает вокруг него возрастающее магнитное поле, которое индуцирует в токопроводящем ускоряемом теле, движущемся вдоль индуктора, вихревые токи. Иежду индуцирован токами и током индуктора возникает взаимодействие, выражающееся в высоком давлении на ускоряемое тело.

Когда величина давления магнитного поля на ускоряемое тело превышает величину центробежных сил инерции, возникающих при прохождении тела по полукольцу индуктора, ускоряемое тело, не касаясь стенок индуктора, проходит вдоль индуктора до выхода на прямолинейный участок. При этом из-за того что давление магнитного поля индуктора превьш ает давление, обусловленное центробе>кными силами, часть энергии магнитного поля идет на сообщение ускоряемому телу дополнительной скорости, При выходе с ускоряющего индуктора 2 тело попадает в корректирующую систему — датчик 5, которая направляет его на прямолинейный участок.

Аналогичным образом тело проходит вдоль ускоряющего индуктора 3, после взаимодействия с которым скорость его дополнительно возрастает. Таким образом, обеспечивается многократное прохождение телом ускоряющих участков, ведущее к прогрессивному ускоре531458

v, 1

Ндад ужормиого mean

ВМЯЛА 77890 пампе ющжуиу

Техред A.Êðàâ÷óê Корректор Л.Патай

Редактор 0.1Эркова

Заказ 3722 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент, r,Óæãîðoä, ул. Гагарин

It Il

Гага ина 101 нию тела. За счет охвата индукторами ускорительного тракта со сТороНМ бинормалей к его оси одновременно с ускорением обеспечивается вертикальная устойчивость ускоряемых тел.

Ускорение заряженных частиц принципиально не отличается от ускорения

I нейтрального токопроводящего тела.

Необходимым условием в этом случае является требование, чтобы направле5 ние магнитных силовых линиИ ускоряющего поля индуктора было перпендикулярно направлению движения заряженной частицы.