Магнитопровод бетатрона Советский патент 1990 года по МПК H05H11/00 

При сборке ярма образуют сплошную часть с радиусом

1

г п + гс

который примерно равен радиусу равновесной орбиты Гд. Ярма соприкасаются друг с другом при сборке по линии 5. Выходящие из центральной части 3 гребни 4 на радиусе г разделяются на две части, которые направлены по соответствующему ярму и расположены в пространстве, ограниченном боковой гранью 6 и осью 7 каждого ярма, Полюса могут быть съемными. Ярма 2 и стойки 1 могут быть вьтолнены из отделв- ньгх пластин 8 и при сборке стыковаться по линиям 9. Расположение пластин 8 ферромагнитного материала в гребнях ,4, ярме 2 и стойке 1 показано на фиг, фиГе1, Для сравнения на фиг,1 показаны пунктиром габаритные размеры ярем известной конструкции магнитопровода и азимутальная протяженность выводных окон О и 0, О - азимутальная протяженность выводного окна, которое обеспечивается в предлагаемой конструкции магнитопровода. Профилированная, поверхность 10 полюсов выбирается так чтобы обеспечить достаточнзто фокусировку ускоряемого пучка по г и z направлениям. Центральные вкладыши i1 обеспечивают выполнение бетатрон- ного соотношения. Магиитопровод имеет окна 12 для размещения намагничивающей обмотки.

При таком вьтолнении злектромаг- нита уменьшается ширина одной стойки и ярма вследствие того, что часть ма- териала каждой стойки и каждого ярма можно удалить, так как эта часть материала недостаточно загружена. Количество удаленного материала определяется следующим образом. Так как за- грузка материала гребней и соответствующих частей стоек и ярем составляет всего 40-50% от максимально возможной, то эту часть материала можно сократить в два раза. Недостаточно sa грз женная часть ярем при сборке образует в известных конструкциях сплошной кольцевой участок, расположенный между г с и Гн. Следовательно, ширину зтой кольцевой зоны можно умень- шить в два раза, а значит радиус сплошной части, образованной при сборке, в предлагаемой конструкции будет равен

t

Г.с

2

(1)

Тогда, чтобы подвести магнитный поток ко всему материалу гребней, гребни на радиусе г необходимо раздвоить, т,е, разделить на две части, и направить указанные части по соответствующему ярму. Такие гребни будут иметь форму Ласточкин хвост.

При таком вьтолнении электромагнита ширина одной стойки и ярма будет равна

JLli Гд+Гс}

N

N

(2)

а толщина стойки h остается прежней. Выигрыш по ширине каждой стойки составит

, .(г„+гс)

(I , If .

(3)

Или же в относительных единицах

) Т N 2f r.,/N 2 гГ

(4)

Выигрьш в весе будет несколько меньше, так как длина ферромагнитных пластин удаленной части меньше дЛины пластин, расположенных в средней части каждого ярма.

Соответствующим образом увеличивается ширина вьшодного окна, так как в бетатронах излучение выводится в пространство между стойками,

Изменение конструкции магнитопровода и формы гребней не повлияет на мощность дозы излучения бетатрона. Мощность дозы определяется энергией и числом ускоренных электронов. Энергия электронов W пропорциональна изменению магнитного потока лФв круге равновесной орбиты. В предлагаемой конструкции величина 44 не изменилась Количество ускоренных электронов определяется в основном напряжением инжекции, объемом области устойчивого движения частиц и величиной фокусирующих сил. Из перечисленных факторов изменение формы гребней может повлиять на величины фиксирующих сил, которые определяются следующими выражениями

| «1 - п V + -- 8 ,

где

г

- частоты бетатронных колебаний;in - средний по азимута показатель спадания поля;. - глубина вариации.

Так как обычно меньше 0,3, то фокусирующие свойства поля зависят в основном от величины :п .

В известных конструкциях :п достаточно быстро возрастает к краю полюса. Для компенсации этого изменения приходится вьтолнять корректирующие выступы, что усложняет технологию изготовления. Предлагаемая форма гребней одновременно обеспечивает более медленное изменение :п7 (г).

Предлагаемая конструкция магнито- провода не приводит к усложнению технологии его изготовления. Как и в известных конструкциях, магнитопровод набирается из отдельных изолированных пластин, расположенных параллельно продольной оси каждого ярма. Если полюс вьтолняется совместно с ярмом, то изменяется длина и ширина части пластин при рубке, как и в известных конструкциях. Технология изготовления существенно упрощается, если полюс съемный.

Устройство работает следующим образом.

Включаются обмотки возбуждения (на фигзфах не показана), ив магнито- проводе возбуждается магнитный поток, обеспечивающий ускорение и поперечную фркусировку злектронов аналогично прототипу.

Работа устройства аналогична рабо- те магнитопровода известной конструкции. Отличие от прототипа заключает- ся в том, что недостаточно загружен- ные пластины в каждом ярме и стойке

удалены, а соответствующая часть потока проходит через оставшиеся пластины 8, Это обстоятельство обеспечивает более полную загрузку оставшихся пластин 8 стоек 1 и ярем 2,

Таким.образом, использование изобретения позволит снизить массу магнитопровода ферромагнитного материала

ярем и стоек, увеличить размер выводного окна, а значит повысить дозу излучения и снизить стоимость магнитопровода на величину стоимости удаленной части ферромагнитного материала

и стоимости технологических операций при обработке зтой части материала.

Формула изобретения

Магнитопровод бетатрона, содержащий стойки, полюса с .Центральной частью, и охватывающие их ярма, которые в месте соединения двух соседних ярем образуют сплошную часть в форме диска, выходящие из центральной части полюса, гребни, а также центральные вкладыши, о тличающийся тем, что, с целью улучшения массо- габаритных характеристик и увеличения вьшода тормозного излучения, каждый гребень в месте соединения двух соседних ярем разделен на две симметричные части, каждая из которых расположена вдоль боковых поверхностей двух соседних ярем, и при этом вьтолняется условие

LJLlEc

г.

2,

-радиус мест соединения двух соседних ярем, м;

-. радиус полюса, м;

-радиус центральной части полюса, м.

Изобретение относится к области ускорительной техники, в частности к индукционным ускорителям электронов и может быть использовано для целей Изобретение относится к области ускорительной техники, а именно к индукционным ускорителям электронов - бетатронам, и может быть использовано для целей технологической обработки изделий тормозным излучением. Цель изобретения - улучшение мас- сргабаритных характеристик и увеличение вывода тормозного излучения путем уменьшения азимутальных размеров ярем за счет перераспределения магнитного потока в магнитопроводе и более равномерной загрузки материала маг- нитопровода запасенной магнитной энертехнологической обработки изделий .. . тормозным излучением. Цель изобре- . тения - улучшение массагабаритных характеристик и увеличение вывода тормозного излучений. Устройство содержит стойки 1,ярма,2,и полюса гребневого типа, каждый из которых имеет центральную часть 3 и гребни 4. Разделение каждого гребня в месте соединения двух соседних ярем на две симметричные части, каждая из которых расположена вдоль боковых поверхностей двух соседних ярем, и при EiiiEs г. этом вьшолняется условие где г, - радиус мест соединения двух соседних ярем, м; г „ - радиус полюса, м; Гр - радиус центральной части полюса, м, позволяет уменьшить ширину каждой стойки и каждого ярма за счет более полной загрузки материала, что снижает вес магнитопровода и увеличивает сечение окна для вывода излучения. 2 ил. гией, а также увеличения размеров окон между ярмами и стойками. На фиг.1 изображен магиитопровод бетатрона, вид в плане; на фиг.2 -- сечение А-А на фиг.1. Устройство содержит стойки I, ярма 2 и полюса гребневого типа. Каждый полюс имеет центральную часть 3 и гребни 4 (см.фиг. 1,2). Ярма 2. и стойки 1 выполнены меньшей ширины, чем в прототипе. Ширина каждой стойки и каждого ярма выбирается по выражению be L., ° 1 N (Л с N9 Ю 00 о