Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано при разработке бетатронов промышленного применения.
Целью изобретения является снижение веса устройства и улучшение условий охлаждения полюса путем перераспределения магнитного потока по ферромагнитному материалу полюса и одновременному созданию дополнительных каналов для прохода хладагента.
На фиг. 1 изображен полюс бетатрона, поперечное сечение; на фиг. 2 тот же полюс бетатрона в плане; на фиг. 3, 4, 5 варианты выполнения полюса; на фиг. 6 изменение по радиусу показателя спада магнитного поля в бетатроне.
Устройство содержит центральный сердечник 1 и гребни 2. Между сердечником и гребнями выполнены зазоры 3. Зазоры 3 могут быть выполнены между сердечником и всеми гребнями либо между сердечником и частью гребней (фиг. 3). Зазоры выполняют равной ширины либо ширина их периодически повторяется в зависимости от номера гребня (фиг. 2). Выполнение периодически повторяющихся зазоров приводит к появлению дополнительной модуляции поля по азимуту, что вызывает дополнительную фокусировку частиц при их движении на соответствующих участках. Конкретная ширина h зазоров зависит от габаритных размеров сердечника 1, гребней 2 и величины межполюсного зазора δ. Если зазоры 3 выполнены между сердечником 1 и частью гребней 2, то все гребни должны быть установлены с чередованием по азимуту. Порядок чередования может быть различным, но необходимо, чтобы гребней одного размера было не менее двух.
Торцовая поверхность 4 полюса, обращенная к межполюсному зазору, может быть выполнена профилированной поверхностью 5. Форма поверхности 5 обычно подбирается с учетом общего числа гребней N и величины межполюсного зазора так, чтобы обеспечить получение среднего по азимуту показателя спадания <n> в районе равновесной орбиты около 0,6. Возможное положение равновесной орбиты показано на фиг. 2, 3, 4 пунктиром. Гребни могут быть прямоугольной формы, часть периодически расположенных гребней или все гребни могут иметь фаски 6 либо иметь клинообразную форму 7. Пластины 8 ферромагнитного материала могут располагаться вдоль оси 9 каждого гребня, поперек, под углом или "елочкой". Детали крепления не показаны, но полюс можно изготовить за одно целое с ярмами и станками электромагнита либо съемным. В последнем случае ферромагнитный материал помещается в специальную оправку.
Устройство работает следующим образом. При возбуждении тока в намагничивающих обмотках бетатрона (на фигурах не показаны) в рабочем зазоре между двумя полюсами бетатрона возбуждаются переменное во времени ведущее и переменное во времени ускоряющее магнитные поля. Инжектируемые в бетатрон ускоряемые частицы (электроны) при этом ускоряются вихревым электрическим полем и удерживаются на орбите за счет этого поля по радиусу.
Влияние зазоров 3 на структуру поля изучалось методом математического модулирования. На фиг. 6 показано изменение показателя спадения поля n(r). Магнитное поле рассчитывалось для случая, когда оно формировалось полюсами, изображенными на фиг. 3. Зазор h составлял 1 • 10-2 при следующих параметрах: r=2•10-2 м, rн=7,5•10-2 м, r0=4,5•10-2 м, d(r) const 4•10-2 м. Эти параметры соответствуют бетатрону МИБ-4. Изменение показателя спадания поля, соответствующее кривой А, рассчитано для азимутов, совпадающих с осью одного из гребней, которые не имеют зазоры с центральным сердечником. Кривая Б показывает, как изменяется показатель спадания, если между сердечником 1 и гребнем 2 выполнен зазор 1•10-2 м. Кривые А и Б показывают, что зазоры между сердечником и гребнями не ухудшают структуру управляющего поля. Таким образом, данная конструкция полюса позволяет улучшить условия охлаждения полюсов и уменьшить массу ферромагнитного материала.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
МАГНИТОПРОВОД БЕТАТРОНА | 1985 |
|
SU1316545A1 |
ЭЛЕКТРОМАГНИТ БЕТАТРОНА | 1986 |
|
SU1360566A1 |
Электромагнит бетатрона | 1981 |
|
SU974621A2 |
МАГНИТОПРОВОД БЕТАТРОНА | 1986 |
|
SU1395124A1 |
МАГНИТОПРОВОД | 1967 |
|
SU202364A1 |
Электромагнит бетатрона | 1974 |
|
SU524478A1 |
МАГНИТОПРОВОД БЕТАТРОНА | 1987 |
|
SU1459606A1 |
БЕТАТРОН | 1985 |
|
SU1263190A1 |
ЭЛЕКТРОМАГНИТ ИНДУКЦИОННОГО УСКОРИТЕЛЯ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ | 1983 |
|
SU1106438A1 |
Электромагнит бататрона | 1973 |
|
SU511804A1 |
Изобретение относится к области ускорительной техники. С целью снижения веса полюса бетатрона и улучшения условий его охлаждения путем перераспределения магнитного потока по ферромагнитному материалу полюса и одновременному созданию дополнительных каналов для прохода хладагента между центральным сердечником 1 и гребнями 2 выполнены зазоры 3 равной ширины или ширина их периодически повторяется по азимуту ширины. 6 ил.
Полюс бетатрона, содержащий центральный сердечник и расположенные вокруг него гребни, отличающийся тем, что, с целью снижения веса и улучшения условий охлаждения полюса, между центральным сердечником и гребнями выполнены зазоры равной или периодически повторяющейся по азимуту ширины.
Ананьев Л.М., Воробьев А.А., Горбунов В.И | |||
Индукционный ускоритель электронов - бетатрон | |||
- М.: Госатомиздат, 1961, с | |||
Способ приготовления консистентных мазей | 1912 |
|
SU350A1 |
Звонцов А.А., Чахлов В.П., Филимонов А.А | |||
Электромагнит бетатрона с азимутальной вариацией управляющего поля | |||
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
Приспособление с иглой для прочистки кухонь типа "Примус" | 1923 |
|
SU40A1 |
Авторы
Даты
1997-01-27—Публикация
1985-11-10—Подача