ИНДУКЦИОННЫЙ ЛИНЕЙНЫЙ УСКОРИТЕЛЬ Советский патент 1967 года по МПК H05H9/00 

Известные ускоряющие системы линейных индукционных ускорителей иредставляют собой серию последовательно соединенных трансформаторов, в которых независимые первичные контуры, состоящие из расположенных вне ускорителя накопителей энергии, к;оммутаторов, соединительных цеией, возбуждают магнитные потоки в торообразных ферромагнитных сердечниках.

С целью повыщения трансформируемой мощности рабочей частоты и удещевления стоимости ускорителя предложен индукционный линейный ускоритель, в котором все элементы первичного контура объединены в обхватываемый вторичным контуром безжелезиый горообразный магнитопровод, создающий и удерживающий переменный магнитный исток, индуцирующий вихревое электрическое иоле.

На фиг. 1 изображен один из вариантов схемы безжелезной ускоряющей системы (другие варианты могут отличаться взаимным расположением элементов магнитоировода); на фиг. 2 - один из вариантов схемы ускоряющей системы, в которой коммутация в каждом магнитопроводе осуществляется одним искровым разрядником, помещенным в зазоре между высоковольтной щиной кольцевого конденсатора и заземленной стенкой АВ.

рез сопротивление 2 кольцевой конденсатор Я вместе с соединяющими их проводниками каждого трансформатора образуют торообразный первичный контур. Заземленный экран ABCD служит вторичным контуром в каждой единице ускоряющей системы.

Возникающий в результате затухающего колебательного процесса ири разряде конденсатора на индуктивную нагрузку первичного контура ток / создает замкнутый переменный

магнитный поток (p 5Bds, где В - магнитная

s

индукция; ds - элемент площади сечения первичного контура, индуцирующий вихревое

электрическое поле Е, которое концентрируется вторичным контуром ABCD в ускоряющем зазоре AD. Магнитный поток удерживается внутри первичного контура - безжелезного магнитопровода создающими его токами проводимости ii смещения. Во избежание активных потерь то.пцина проводящих стеиок первичного контура должна быть больше глубины скин-слоя

на частоте разрядного тока У. При этом возможно использование одной из стенок первичного контура в качестве части вторичного. Для безжелезных торообразиых первичных контуров минимальная величина рассеяния геометрии емкоетных накопителей и коммутирующих зетройетв. Кольцевой конденеатор может быть набран из малоиндуктивных конденсаторов, например керамических типа К 15-4, а коммутатор может быть кольцевым вакуумным разрядником либо состоящим из нескольких параллельно включенных искровых разрядников, расположенных по окружности. Однако при работе на высоких частотах (22 5Мгц) существующие вакуумные кольцевые разрядники не обеспечивают требуемой точности срабатывания, а замена кольцевого разрядника несколькими искровыми, обесиечивающими требуемую синхронизацию, усложняет конструкцию ускоряющей еиетемы. В магнитопроводе, в котором коммутация осуществляется одним искровым разрядником, присутствует сосредоточенная паразитная индуктивность. Она состоит из индуктивности искры, коаксиала разрядника и части индуктивности двухпроводной линии, образованной заземленным электродом разрядника и внутренним цилиндром АЕ тора прямоугольного сечения, но она может быть сделана малой по сравнению с общей индуктивностью первичного контура. Этого можно достигнуть путем уменьшения длины двухпроводной линии, коаксиала и искры разрядника. Наиболее приемлемым с точки зрения точности коммутации и требований к индуктивности является управляемый искровой разрядник под давлением. В калсдом из трансформаторов, образующих ускоряющую систему, необходима высоковольтная изоляция, например, из полиэтилена. Известно, что в электрическом поле существующие диэлектрики стареют, т. е. снижаются их электроизоляционные свойства, а электрическая прочность изолирующих элементов улучщается при кратковременном приложении напряжения. В предлагаемой конструкции для увеличения срока службы изоляции емкостных накопителей и увеличения трансформируемого напряжения применена импульсная зарядка емкостных накопителей, которые разряжаются одновременно е помощью коммутаторов каждого трансформатора по достил ении заданного напряжения. Подобные ускоряющие системы особенно выгодно использовать в линейных индукционных ускорителях для получения одиночных или еерий импульсов тока пучка зарян енных частиц с большой ( - 1ка) амплитудой, работающих с малой частотой повторения ( 0,1 гц). Предмет изобретения Пндукционный линейный ускоритель, еодержащий серию последовательно еоединенных ускоряющих трансформаторов, накопители, коммутирующие устройства и независимый источник питания трансформаторов, отличающийся тем, что, с целью повыщения рабочей частоты и трансформируемой мощности, в каждом трансформаторе первичный контур выполнен в виде тороидального витка, образованного кольцевым конденсатором, коммутирующим устройством, например, кольцевого тина, и соединительными проводами; а вторичный контур, заземленный, также тороидальной формы, обхватывает первичный контур, соединенный через сопротивление с импульсным источником питания.

fuel