Широкополосный ондулятор Советский патент 1992 года по МПК H05H7/04 

У

Ј

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано для генерации электромагнитного излучения с управляемой шириной частотного спектра. Индукционная ускоряющая система с индукторами 1, вторичные обмотки которых подключены к трубкам 2, обеспечивает требуемое изменение энергии электронного пучка по длине ондулятора, знакопеременное поперечное магнитное поле в котором создается парами Магнитов 3. Первичные обмотки индукторов питаются от генератора 4 импульсного тока. Изменение энергии и скорости электронов за счет воздействия на них продольного вихревого электрического поля обеспечивает настройку ондулятора на излучения в требуемом интервале частот. 1 ил.

ю ел

о

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано для генерации электромагнитного излучения с управляемой шириной частотного спектра, применяемого в биологии, медицине, радиолокации.

Целью изобретения является расширение диапазона регулировки ширины спектра излучения ондулятора.

На чертеже дано устройство.

Широкополосный ондулятор состоит из индукционной ускоряющей системы, включающей индукторы 1 с первичной обмоткой и ускорительные трубки 2, являющиеся вторичными обмотками сердечников, между ферромагнитными сердечниками и ускорительными трубками расположены пары по- стоянных магнитов 3 чередующейся полярности, полюса которых расположены в двух параллельных плоскостях, и импульсного генератора 4 тока, питающего первичные обмотки индукционной системы.

Широкополосный ондулятор работает следующим образом.

Пучок заряженных частиц от инжектора, которым может быть электронная пушка либо ускоритель, вводится в пролетный канал ондулятора и одновременно от генератора 4 импульсного тока на первичные обмотки сердечников подается импульс тока. При этом электроды ускоряются продольной составляющей вихревого электрического поля в трубках 2 и, одновременно, частицы осциллируют в периодическом магнитостати- ческом поле, создаваемом магнитами 3. В результате ускорения электронов на длине ондулятора генерируется электромагнитное излучение, низкочастотное на его входе и высокочастное на выходе. Ширина спектра генерируемого излучения в дальней зоне зависит от начальной и конечной энергии ускоряемых частиц. Изменяя амплитуду и форму импульса тока, подаваемого от генератора 1 на первичные обмотки сердечников, тем самым изменяют кинетическую энергию электронов и частоту генерируемого излучения, обеспечивая управление шириной спектра излучения.

Для конкретной реализации индукционной ускоряющей системы широкополосного ондулятора могут быть использованы ферромагнитные сердечники с первичными обмотками, ускорительные трубки и генератор импульсного тока известной конструкции. Вокруг пролетного канала устанавливаются, например, 30 пар постоянных самарий-кобальтовых магнитов, создающих магнитное поле с напряженностью Н«ьЗ кГс на оси канала. Основная частота излучения, испускаемого электроном под углом в к оси ондулятора,

2л@С

0)

0 где

Л(1 -/3COS0)

5

0

5

-$ - m2 cVe2 ; # е Н Л/2 ЛЕ ; е-энергия электрона;

Л- период магнитного поля;

е, m - заряд и масса электрона;

с - скорость света.

Приращение энергии электрона при его ускорении соответствует сумме напряжений на первичных обмотках сердечников. При изменении энергии электрона от начального значения на входе ондулятора Е0 -1 МэВ до выходного значения Е 30 МэВ, соответствующего сумме напряжений на первичных обмотках 29 MB, и длительности импульса тока 500 не, генерируемого источником питания,частота излучения изменяется от Шо 9,184- 1010с 1 -1

ROO) 1,506-10

14

0

5

0

5

0

с , т.е. ширина спектра равна До 1,5 х1014с 1 для . При сумме напряжений на первичных обмотках 19 MB и той же длительности импульса тока ширина спектра излучения равна Ао)6,68- 1013с 1.

Устройство обеспечивает управление шириной частотного спектра излучения электрона, что важно при проведении экспериментальных работ, например, при облучении биологических объектов. Формула изобретения Широкополосный ондулятор, содержащий периодически расположенные вдоль его оси пары магнитов чередующейся полярности и расположенные между полюсами магнитов периодически вдоль оси ондулятора электроды, подключенные к источникам питания, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулировки ширины спектра излучения ондулятора, источник Питания выполнен в виде импульсного генератора тока и подключенных к нему своими первичными обмотками индукторов, вторичные обмотки которых соединены с электродами, при этом электроды выполнены в виде ускоряющих трубок дрейфа.