Устройство импульсного питания ускорителя электронов

Устройство импульсного питания ускорителя электронов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

698479

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Со!ов Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Допол!!нтсльнос и авт. спид-ву (22) Заявлено 15.05.78 (21) 2616241/18-25 (51) М. Ь,л."

Н 05Н 5/00 с присоединением заявки № (43) Опубликовано 07.07.82. Б!оллстень № 25 (53) УДК 621.384.6 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 07.07.82 (72) Авторы изобретения

Е. М. Меллех и Б. H. Ильин (7l) Заявитсль (54) УСТРОЙСТВО ИМПУЛЬСНОГО ПИТАНИЯ

УСКОРИТЕЛЯ ЭЛЕКТРОНОВ

ГосУдаРственный комитет (2 ) П,по ит,т

Изобретение относится к ускорительной технике, в частности к сильноточным импульсным ускорителям прямого действия, использующимся в системах возбуждения

СВЧ-колебаний, в установках для нагрева плазмы, в термоядерных исследованиях и других физических экспериментах, а также для прикладных целей, Известны различные схемы импульсного питания ускорителей прямого действия, в том числе и с использованием индуктивного накопителя энергии (ИНЭ) в качестве генератора высоковольтного ускоряющего напряжения (11.

Известно устройство импульсного питапия ускорителя электродов, содержащее электронную пушку с управляющим электродом, ускоряющую систему с токоприемником и источник ускоряющего напряжения, выполненный в виде индуктивного накопителя энергии, снабженного импульсным источником зарядки и представляющего собой совмещенный с осью ускоряющей системы цилиндрический соленоид (2).

Недостатком такого устройства является ограничение энергии, запасаемой в ИНЭ, а следовательно, и снижение энергии, сообщаемой сгустку электронов в каждом цикле работы ускорителя. Эти ограничения обусловлены тем, что при подаче на ускоряющий электрод потенциала U,- в пространстве между электронной пушкой и коллектором электронов, которое находится в продольном магнитном поле, возникают

5 осциллирующие электроны, лавинообразный рост потока которых приводит к развитию в промежутке разряда типа Пеннинга и пробою. Cíèæå!!!!ñ же потенциала U,-. приводит к увеличению времени, необходи)и мого для зарядки И1-1Э, следовательно, к снижению эффективности зарядки, т. е. в конечном счете, к снижению энергии. запасаемой в ИНЭ, Таким образом, схема не позволяет реализовать основное преимущество ИНЭ, заключающееся в возможности запасани» большой энергии в малом объеме.

Цель изобретения — увеличение энергии в пучке электронов и КПД устройства.

20 Цель достигается тем, что один из выводов индуктивного накопителя энергии подключен к токоприемнику на выходе ускорителя, а другой, соедш!енный с анодом пушки через импульсный источник питания электродов пушки, присоединен к катоду источника заряженных частиц, при этом параллельно накопителю подключены последовательно соединенные между собой высоковольтный размыкатель и замыкаЗ!! тель, причем параллельно последнему

698 l 79 включен импульсный источник зарядки индуктивного накопителя энергии.

На чертеже дана схема устройства импульсного питания ускорителя электронов, Устройство импульсного питания ускорителя электронов содержит электронную пушку с катодом 1, управляющим электродом 2, анодом 3, источник 4 напряжения, Иг 5, токоприемник 0, импульсный исто шик 7 зарядки накопителя, замыкатель Ы и высоковольтный размыкатсль 9.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии контакты замыкателя О находятся в разомкнутом положении, контакты высоковольтного размыкателя 9 разведены. 11ри включении импульсного источника 7 начинается процесс зарядки ИНЭ. Ilo достижении током зарядки 3 заданной величины источник 7 отключается и замыкаются контакты замыкателя, при этом ток в накопителе i„=i, начинает протекать по цепи, состоящей из ИНЭ и включенных с ним последовательно контактов замыкателя и высоковольтного размыкателя, Затем при помощи источника 4 папряжепия и управляющего электрода 2 включается электронная пушка и из катода вытягивается поток электронов низкой энергии, движущийся к токоприемнику в дрейфовом пространстве.

Таким образом, в цепи исто шик 4 анодного напряжения — замыкатель 8 — высоковольтный размыкатсль 9 — токоприемrrrrz 0 — дрейфовый промежуток внутри накопителя — катод протекает ток обесточивающий контакты высоковольтного размыкателя на время, необходимое для бездугового разведения контактов размыкателя, При помощи воздействия на управляющий электрод пушки осуществляется сброс тока пучка по определенному закону, в результате которого на концах накопителя возникает высоковольтный импульс ускоряющего напряжения, обеспечивающий ускорение пучка электронов.

Энергия и мощность пучка электронов в этом случае не ограничиваются осцилляцией электронов в тормозящем электрическом поле, а зарядка накопителя энергии через контакты размыкателя в несколько раз увеличивает эффективность процесса зарядки

ИНЭ. Эксперименты, проводимые на уско5 ритсле, построенном без ключа, показали, что ток в накопителе ограничивается величиной всего 70 мА из-за разрядов, происходящих в ускорительной трубке, и увелишвается в накопителе (и, соответствсшю, Гн ток электронного пучка) до 400 мЛ, т. с. до величины, ограни1иваемой только эмиссионными свойствами электронной пушки.

Формула изобретения

Устройство импульсного питания ускорителя электронов, содержащее электроннук пушку с управляющим электродом, ускоряющую систему с токоприемником и ис20 точник ускоряющего напряжения, выполненный в виде индуктивного накопителя энергии, снабженного импульсным источником зарядки и представлящего собой совмещенный с осью ускоряющей системы

> цилиндрический соленоид, о тл и -r а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения энергии в пучке электронов и КПД устройства, один из выводов индуктивного накопителя энергии подключен к токоприемнику на выходе

;K) ускорителя, а другой, соединенный с аио<ом пушки через импульсный исто шик питания электродов пушки, присоединенный к катоду источника заряжсш ых частиц, при этом параллельно накопителю подключены

:й последовательно соединенные между собой высоковольтный размыкатель и замыкатель, причем параллельно последнему включен импульсный источник зарядки индуктивного накопителя энергии.

-10

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Глухих В. А., Гусев О. А., Свиньин М. II. Перспективы использования ин-j;> дуктивных накопителей в импульсных ускорителях заряженных частиц. ЖТФ, т. 44, № 5, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 332794, кл. Н 05Н 5/00, опублик, 1975, Редактор Е. Хейфиц

Составитель Е. Медведев

Техред А. Камышникова

Корректор T. Трушкина

Заказ 1018/6 Изд. ¹ 183 Тирах« 856 1!одииснос

Н1!О «1!оиск» Государственного комитета СССР по делам изобрстсний и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская ваб., д. 4j5

Типография, пр. Сапуновы, 2