Ускоряющая система линейного индукционного ускорителя Советский патент 1993 года по МПК H05H7/00 

Ё

Использование: относится к импульсной технике и может быть использовано в лазерах, радиолокации и других системах, использующих высоковольтные импульсы, следующие с высокой частотой повторения. Сущность изобретения: в качестве источника перемагничивающего напряжения использованы генераторы периодического, например синусоидального, напряжения достаточно большой мощности, которые бескоммутационно формируют в конце каждого полупериода прямоугольные импульсы, следующие с заданной частотой. 2 ил.

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования, например, в линейных индукционных ускорителях ЛИУ, а также в лазерных радиолокационных и других системах, работающих с высокой частотой следования импульсов и использующих высоковольтные одно- или разнополярные импульсы высокой мощности и субмикросекундной длительности с крутыми фронтами.

Цель изобретения - повышение частоты следования ускоряющих импульсов до 106- 10 L/C при принципиальном снятии ограничения на число мощных импульсов субмикросекундной длительности (10 8-10 7). Кроме того, устройство обладает повышенной надежностью и ресурсом работы, простотой конструкции и облегченной настройкой.

Цель достигается зз счет того, что в системе линейного индукционного ускорителя, включающей индуктора с тороидальными ферромагнетиками, в качестве источников питания использованы генераторы периодического (например, синусоидального) напряжения, э ферромагнитные сердечники выполнены с обмотками неоднородного подмагничивания, подключаемых к дополнительно введенному источнику тока.

На фиг. 1 изображена функциональная схема ускоряющей системы линейного индукционного ускорителя. На фиг. 2 приведены временные диаграммы формирования высоковольтных импульсов.

Генераторы 1 периодического, например, синусоидального напряжения включены непосредственно или через передающие линии 2 к перемагничивающим виткам 3, являющимся в линейных индукционных ускорителях корпусами ускорительных ячеек 8. внутри которых размещены ферромагнитivj

Ю 00

ю со со

ные тороиды 4, снабженное обмотками 5 неоднородного модмагничиванИя, например, половины торб идов, соединенными с источником подмагничиванэщего тоца 6. Ускоряющие ячейки 8 распределены равномерно вдоль ускорителя, т.е. вдоль оси пучка 7 ускоряемых частиц. По существу, вместо разрядников 1 или Других газоразрядных приборов, или вместо большого ко- личёствгэ отдельных /магнитных генераторов 2 предлагается использование генераторов периодического (например, синусоидального) напряжения с большой реактивной мощностью. При полях, намного превышающих поле насыщения ферро- г н и тн о г о .. тор о и Да 4, п о с л е д н и и оказывается насыщенным в течение почти всего полупериода перемагничивающего роля за время более короткое, чем время

перемагнйчйвания доменной структуры.

При этом время перемагничиванИя опреде- ляется диссипативным членом в уравнении Ландау-Лифши;ца для ферромагнитного резонанса 4. Устройство работает следующим образом (, 2).:.:.. ;. ;,:. ; : : Перёмэгничивающий ток I достаточно большой амплитуды производит пёремагнИмива.ние ферромагнитных торойдов 4 после перехода тока через нулевое значе- |йе, образуя разнополярные импульсы напряжения .Un. каждые полупериоды Т/2 и однополярные - каждый период Т. Под- магничйвающее квазистационарное поле Н половины торойдов 4 в ячейке 8 приводит к возникновению сдвоенных импульсов вихревой ЭДС, вследствие чего формируется

прямоугольный импульс длительностью fn. Инжекция пучка заряженных частиц производится во время существования плоской вершины напряжения Un одного знака. Ускоряющие импульсы другого знака могут

быть использованы для ускорения заряженных частиц противоположного знака или в противоположном направлении. Разнополярные импульсы расширяют возможности

не только ускорительных устройств, но и ряда других, например, лазеров, использующих объемный разряд в газовой среде,

Возможность неоднородного подмаг- ничивания ферромагнитных торойдов позволяёт производить коррекцию формы и длительности ускоряющего импульса непосредственно в действующем ускорителе без его остановки. Эта возможность позволяет использовать систему автоматической

коррекции ускоряемых импульсов заряжен- ныхчас.тиц,; ; v .

Предложенное техническое решение не

требует использования коммутаторов, определяющих частоту следования импульсов,

большого числа магнитных генераторов или формирующих линий типа Блумлайна, вследствие чего предлагаемая система относительно проста, дешева и надежна. Предложенное решение принципиально не

MMeet ограничения по частоте и числу импульсов. : . :-.. .:.; Фррмул а изобретени я Ускоряющая система линейного индукционного ускорителя, включающая индукторы с тороидальными ферромагнитными сердечниками и источники питания, подключенные к индукторам, отличающаяся тем, что, с целью увеличения частоты следования ускоряющих импульсов, ресурса работы и надежности устройства, в качестве источников питания использованы генераторы периодического (например, су- нусоидального) напряжения, а ферромагнитные сердечники выполнены с обмотками

подмагничивания, подключенными к дополнительно введенным источникам тока.

Фик4