Высокочастотный ускоритель заряженных частиц

Высокочастотный ускоритель заряженных частиц

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ УСКОРИТЕЛЬ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ, содержащий двухэлектродную ускоряющую систему с промежуточным электродом и источник заряженных частиц, расположен- , ный на низковольтном электроде, отличающийся тем, что, с целью обеспечения ускорения отрицательно заряженных частиц при упрощении их вывода из ускорителя, на промежуточном электроде со стороны, обращенной к низковольтному электроду^ расположен второй источник заряженных частиц того же знака.05соО5со00ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧ ЕСНИХ

PECflYEiflHH (19) (И) А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2341819/26-25 (22) 02.04 ° 76 (46) 15.11.85. Бюл. У 42 (72) С.П. Великанов, А.М. Овчаров, В.С. Панасюк, В.Ф. Романовский и А.Б. Скаковский (53) 621.3.038.61/62 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 293557, кл. Н 05 Н 7/00, 10.07.67.

Авторское свидетельство СССР

0 493180, кл. Н 05 Н 9/04, 08.04.74 (прототип). У1>4 . Н 05 Н 7/00 Н 05 Н 9 00 (54) (57 ) ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ УСКОРИТЕЛЬ

ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ, содержащий двухэлектродную ускоряющую систему с промежуточным электродом и источник заряженных частиц, расположенный на низковольтном электроде, отличающийся тем, что, с целью обеспечения ускорения отрицательно заряженных частиц при упрощении их вывода из ускорителя, на промежуточном электроде со стороны, обращенной к низковольтному электроду, расположен второй источник заряженных частиц того же знака.

696985

В устройстве для возбуждения высокочастотного электромагнитного поЛя между основными электродами ускорителя могут бьггь использованы различные устройства, например, резонансный трансформатор.

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для ускорения заряженных частиц обоего знака.

Известен ускоритель заряженных частиц, в котором для повышения энергии ускоряемых частиц введен дополнительный промежуточный электрод, ускоряющий потенциал на котором создается путем осаждения на 10 нем основного или вспомогательного пучков. заряженных частиц.

Однако известное устройство имеет крайне низкий коэффициент полезного действия в связи с тем, что для 15 приращения энергии ускоряемого пучка, близкого к 1007., необходимо осадить основную часть этого пучка на промежуточном электроде. Введение дополнительного .пучка, который 20 аналогичен току части основного пучка, осажденной на промежуточных электродах, ничего не изменяет в энергетике ускорителя.

Известен также высокочастотный 25 резонаторный ускоритель ионов, содержащий двухэлектродную ускоряющую систему с промежуточным электродом и источник заряженных частиц, расположе ный на низковольтном электро- щ де.

В ускорителях такого типа осуще,ствляется ускорение только положительных ионов и только в сторону высоковольтного электрода ускорителя . Это ограничивает диапазон применения ускорителя, а также затрудняет вывод ускоренных частиц.

Цель изобретения — обеспечение ускорения отрицательно заряженных

40 частиц при упрощении их вывода из ускори.еля.

Для достижения поставленной цели на промежуточном электроде со стороны, обращенной к низковольт45 лому электроду, расположен второй источник заряженных частиц того же знака.

Эмиссионная способность второго источника заряженных частиц выбирается меньше, чем эмиссионная спо50 собность первого источника.

На фиг.1 представлена конструктивная схема высокочастотного ускорич .ля заряженных частиц, на фиг.2 (а,б,в,г) — эпюры напряжения н тока в ускорителе, Конструктивная схема высокочастотного ускорителя заряженных частиц (фиг.1) содержит двухэлектродную ускоряющую систему, где высоковольтный электрод 1 соединен с высоковольтным концом об.ютки 2 резонансного трансформатора, а низковольтный конец обмотки 2 соединен с низковольтным электродом 3, являющимся корпусом резонансного трансформатора.

Между электродами 1 и 3 двух:электродной ускоряющей системы размещен промежуточный электрод 4.

На электродах 3 и 4 противоположно один другому размещены соответственно источники 5 и 6 заряженных частиц одного знака, обладающие различной эмиссионной способностью.

Устройство работает следующим образом.

При подаче переменного напряжения на электрод 1 (фиг.2а) посредством обмотки 2. на промежуточный электрод 4 наводится переменное напряжение через емкость С1, образованную электродами 1 и 4, амплитуда которого определяется соотношением емкостей С1 и С и определяется согласно выражению: где С вЂ” емкость между электродами

4 и 3. В зазоре между электродами

4 и 3 под действием наведенной разности потенциалов потекут токи источников 5 и 6. На фиг.2 представлен случай, когда в устройстве используются. источники отрицательно заряженных частиц, например электронов, причем эмиссионная способность источника 5 больше, чем источника 6. B этом случае на электроде 4 накапливается отрицательный заряд такой величины, что постоянная разность потенциалов между электродами 4 и 3 (фиг.2б) обеспечивает баланс токов источников 5 и 6 (фиг.2в и 2г). При этом постоянное напряжение на промежуточном электроде О4. меньше амплитуды переменного сигнала на этом электроде и стремится к ней, когда эмиссия источника 6 стремится к нулю: (5) (2) 5

- 04

При соблюдении условия (5) максимальное значение разности потенциалов между электродами 4 и 3 будет превышать амплитуду напряжения на электроде 1. Эффект увеличения будет тем больше, чем больше величина емкости С по сравнению с емкостью С, Максимальная разность потенциалов, ускоряющая заряженные частицы, между промежуточным электродом

4 и низковольтным 3 складывается из постоянного напряжения на промежуточном электроде 0 и амплитуды переменного напряжения ц на этом электроде, как изображено на фиг. 2б.

15 Ускорение частиц источника 6 будет происходить по направлению .к наружному электроду 3, при этом ускоренные частицы могут быть выведены за пределы ускорителя со

20 стороны низковольтного электрода.

Условие превышения ускоряющей разности потенциалов амплитуды напряжения на электроде 1 записывает.— ся следующим образом:

Для положительно заряженных частиц приведенные рассуждения остаются справедливы, меняются толью ко знаки напряжений и токов на фиг.2.

Устройство может найти применение в различных областях науки и техники. Например, как ускоритель электронов для получения жесткого рентгеновского излучения, а также. для облучения пучком электронов некоторых материалов и т.д, (3) В предельном случае, когда

04 Ц условие (3) можно записать

) в виде

zu„ ° о, (4) Используя соотношение (1), находим условия, которым должны .удовлетворять величины емкостей С1 и

696985 4

С для получения эффекта увеличения ускоряющего напряжения:

696985

Редактор Л. Письман Техред Л.Микеш Корректор С. Шекмар

Заказ 7026/3

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул., Проектная,4 а

Ð

Тираж 793 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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