Мишенное устройство для циклотрона Советский патент 1984 года по МПК H05H6/00 

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть исполь зовано при разработке мишеи.ных устройств для производства радиоизотопов на ускорителях циклотронного ти па. Проблематичнымвопросом при соз дании мишеней является уменьшение удельных тепловых нагрузок при обес печении снятия общих тепловых мощно стей большой величины кВт. Известно мишенное устройство, со держащее мишенную головку, составленную из корпуса, несущего штока мишени, устройства герметизации соединения мишени с корпусом. В это устройстве для увеличения поверхности облучения головка повернута по отношению к равновесной орбите пучка на некоторый угол и пучок рас сеивается По тангенциальной линии, в несколько раз удлиняя поверхность облучения. Внутренняя поверхность мишени снабжена высокими продольными ребрами, которые омываются охлаж даемой водой. Головка мишени неподвижная ll . Недостатками устройства являются сложность изготовления мишени, обус ловленная наличием тонких высоких и длинных ребер (толщина 1 мм, высота 12 мм, длина i-lOO мм) ; плохая передача тепла поперек мишени из-за тонких перехОродок (0,5-1 мм) между продольными ребрами при максимальной удельной тепловой нагрузке в середине мишени, обусловленной- неравномерностью плотности тока пучка ускоренных частиц; нестабильность .размера канала водоох лаждени я , вызванная тепловым короблением мишени, обусловленная низкой жесткастью f-mшени в поперечном направлении; слож ность обеспечения герметизации мишени на головке, вызванная размещением уплотнительной прокладки на трех плоскостях, расположенных под некоторыми друг к другу. Наиболее близким техническргм pein нием является автоматизированная мишенная установка ДЛ-Я производства Р 1,цч : зотопов на циклотроне, содержащая механизированный стол - планшайбу и четыре г-тшенных устройства, закрепленных на нем. Каждое мншенfioe устройство содержит собственно ми1иень, закрепленную на охлаждаемом и вращающемся роторе, установленном н-а lijTOKe, выполненном в виде двух коаксиально расположенных труб для пропускания хладагента, привод для ввода мишенного устройства в ускорительную камеру и привод, обеспечинающий вращение poTOfa с мишенью |2j в :)том ус-гройстре головка (минюг ь P-i ч по отисллению к пучк-;,- -j-ru ч го вращении ее вокруг оги , -(.ютс-я копьце|1ая noB(pxHfv,--r5, образом понижается удельная тепловая нагрузка, Недостатка - этого устройства являются Некоторая сложность конструкции, обусловленная наличием привода вращения головки, и значительное энергопотребление ( - 5 кВт/ч) , необходимое для вращения головки в магнитном поле. Целью изобретения является упрощение конструкции, сокращение энергопотребления , Цель достигается тем, что в мишенном устройстве для циклотрона, содержащем мишень, закрепленную на охлаждаемом вращающемся роторе, установленном на штоке, выполненном в виде двух коаксиально расположенных труб для пропускания хладагента, и привод, ротор имеет форму усеченного конуса, на боковой поверхности которого герметично закреплена мишень, его верхнее и нижнее основания ориентированы параллельно плоскостям полюсов магнита циклотрона, а шток, вокруг которого происходит вращение ротора, - перпендикулярно, при этом шток и основание ротора подключены к полюсам источника напряжения, На чертеже показано предлагаемое мишенное устройство. Мишенное устройство содержит мишень 1, ротор 2, несущий шток, выполненный в виде двух коаксиально распо|1оженных труб 3 и 4, и привод. Мишень 1 соединена герметично с ротором 2, закрепленным подвижно на несущей трубе 3, при помощи прокладки 5. На трубе 4 закреплен экран 6, который направляет поток охлаждающей жидкости . В гнезде верхнего основания ротора установлен подпятник 7 из антифрикционного материала. В ступице ротора размещены герметизирующие манжеты 8 и электрическая щетка 9 с пружиной 10, Между несущим штоком и нижним основанием ротора установлена электрическая щетка 11, причем щетка изолирована отно сительно штока и имеет гальванический контакт с основанием. При помощи несущего штока мишенное устройство вводится в ускорительную камеру циклотрона между полюсами магнита. На трубу 3 и щетку 11 подается напряжение. По цепи труба 3-щетка 9-нижнее основание ротора-щетка 11 потечет ток, при взаимодействии которого с полем магнита возникает пондеромоторная сила, что приведет к вращению ротора и мишени. Изменением-:, величины тока можно менять скорость вращения мишени. Жидкость, охлаждающая мишень, поступает по внутренней трубе 4 и отводится по несущей трубе 3, Таким образом, за счет вращения мишени происходит paз 1ЬIвaниe

31036233Л

пучка по всему периметру, т.е. уве-счет этого к повьпиению надежности

личение поверхности облучения и,работы,

следовательно, снижение удельной мощ- Мишенное устройство такой констности, Кроме того, для снижениярукции сравнительно просто в изготовудельной мощности мишень выполнена лении, энергоэкономично и надежно

в виде усеченного конуса, т.е. как- 5в эксплуатации,

лонена ее облучаемая поверхность в Экономический эффект от внедрения

вертикальной плоскости, что приводиттакого устройства на одном ускоритек увеличению площади облучения и зале составит 20-30 тыс.руб, в год.

МИШЕННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИКЛОТРОНА, содержащее мишень, закрепленную на охлаждаемом вращающемся роторе, установленном на штоке. ,.,. л И-Д ; - I 5-iS t, выполненном в виде коаксиально расположенных труб для пропускания хладагента , и привод, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью упроще.ния конструкции и уменьшения энергопотребления, ротор имеет форму усеченного конуса, на боковой поверхности которого герметично закреплена мишень, его верхнее и нижнее основания ориентированы параллельно плоскостям полюсов магнита циклотрсна, а шток, вокруг которс5го происходит вращение ротора, - перпендикулярно, при этом шток и основание ротора подключены к полюсам 1 сточ-ника напряжения. (Л