ЛИНЕЙНЫЙ ИНДУКЦИОННЫЙ УСКОРИТЕЛЬ Советский патент 1970 года по МПК H05H9/00 

Изобретение относится к ускорительной технике.

В известных линейных индукционных ускорителях ускоряющее напряжение во вторичном контуре каждого индуктора создается при колебательном разряде сосредоточенной емкости на первичную сосредоточенную индуктивиость. При этом ускоряющее напрянсение имеет косинусоидальную форму, что ограничивает импульсную мощность ускорителя.

Для повышения мощности в предлагаемолг линейном индукционном ускорителе «аждый индуктор выполнен в виде тороидальной линии с распределенными параметрами, с одного, конца которой в зазоре линии включен кольцевой коммутатор, а с другого конца линии подключен резистор.

На чертеже изображены схемы индукторов, обеспечивающих прямоугольные импульсы ускоряющего напряжения. Другие варианты могут отличаться взаимным расположением элементов рассматриваемой цепи.

Уложенная (а) или свернутая (б) в виде тора длинная линия с высоковольтной пластиной 1, имеющая в зазоре АБ кольцевой коммутатор 2, вместе с заземленным экраном АВГД образует отдельный индуктор ускорителя. Работа индуктора аналогична работе коаксиального кабеля, который одновременно закорачивается с одного конца, а с другого

включается в случае чисто активной нагрузки на сопротивление 3 величиной R. При замыкании при помощи коммутатора 2 зазора АБ линия начинает разряжаться через зазор БД и коммутатор 2 на сопротивление 3 ускоряющего промежутка ЕЖ, к которому прикладывается напряжение U UQ

где

(УО - зарядное напряжение линии, ар - ее волновое сопротивление. (Ли-ния тороидальной конструкции не является однородной, поэтому под р здесь подразумевается максимальное значение волнового сопротивления). Амплитуда и форма импульсов ускоряющего напряжения зависит от соотнощения между величинами R и р. Максимальная напряженность электрического поля в ускоряющем зазоре достигается при R р.

Через время т -- , где / - длина линии

и V - скорость распространения волны, напряжение IB ускоряющем промежутке меняет знак вследствие прихода волны тока, вызванной закорачиванием зазора АБ. С этого момента напряжение меняет знак через интервалы времени 2т. Процесс носит затухающий характер вследствие активных потерь в коммутаторе, линии и нагрузке.

Для уменьшения активных потерь в линии проводящие пластины, образующие индуктор, должны иметь толщину, больщую глубины скин-слоя текущих по ним токов.

Фронт первого им-пульса напряжения в ускоряющем промежутке ЕЖ при 7 р в основном определяется временем развития разряда в коммутаторе и его паразитной индуктивностью. Магнитный поток, возникающий в индукторе, является тороидальным и замкнутым. Если индуктор собран из нескольких однородных линий; соединенных параллельно, то щирина радиальных зазоров между ними ограничивается допустимой величиной ието.роидальных потоков рассеяния, которые уменьшают (величину ускоряющего напряжения.

Использование данной линии позволяет получать прямоугольные импульсы ускоряющего напряжения, что обеспечивает монохроматичность энергии ускоренных частиц.

Подобные ускоряющие системы особенно выгодно использовать в линейных индукционных ускорителях для получения одиночных или серий импульсов тока пучка заряженных

частиц с амплитудой , работающих с малой (л; 0,1 гц) частотой повторения.

Предмет изобретения

Линейный индукционный ускоритель заряженных частиц, содержащий индукторы и ускорительный тракт, отличающийся тем, что, с целью повышения мощности ускорителя, каждый индуктор выполнен в виде тороидальной линии с распределенными параметрами, с одного конца которой в зазоре линии включен кольцевой коммутатор, а с другого конца линии подключен резистор.