СИЛЬНОТОЧНЫЙ УСКОРИТЕЛЬ ЭЛЕКТРОНОВ Советский патент 1971 года по МПК H05H5/00 

Изобретение относится к сильноточным ускорителям электронов с автоэмиссионным катодом.

Известны сильноточные ускорители прямого действия на энергии электронов 5- 10 Мэв и токе 100-200 ка в импульсе длительностью 20-100 н-сек. В качестве источника ускоряющего напряжения в таких ускорителях применяются коаксиальные формирующие линии, коммутируемые искровыми разрядниками.

Увеличение энергии свыще 10 Мэв для ускорителей этого тина связано с большими техническими трудностями.

Кроме того, ускорители прямого действия с автоэмиссионным катодом имеют ограничение по независимой регулировке тока и энергии пучка.

Цель предлагаемого изобретения - устранение указанных недостатков сильноточных электронных ускорителей с автоэмиссионным катодом.

Сущность предлагаемого изобретения - использование для сильноточного ускорителя известного принципа линейного резонансного ускорения с применением дрейфовых трубок и ускоряющих промежутков, питаемых от двойных формирующих линий (ускоритель по схеме Изинга).

известных тем, что дрейфовые трубки ускоряющей системы, расположенные во внутренних проводниках двойных коаксиальных формирующих линий, подключены каждая со стороны входа пучка к наружному проводнику формирующей линии, а со стороны выхода пучка - к внутреннему проводнику.

Это позволяет повысить энергию пучка электронов без увеличения напряжения на

формирующем устройстве посредством каскадного включения ряда одинаковых ускорителей прямого действия. Кроме того, в каскадном ускорителе легко осуществить в широких пределах независимую регулировку

тока и энергии нучка при использовании автоэмиссионного катода. Это очень трудно в однокаскадном ускорителе из-за резкой зависимости тока автоэмиссионого катода от приложенного ускоряющего нанряжения.

Применение пониженных напряжений позволяет уменьщить поперечные размеры устройства, а значит и механические нагрузки на корпус ускорителя при использовании в качестве изоляции газа под давлением. Указанное электрическое подключение дрейфовой трубки к формирующему устройству позволяет также без дополнительных высоковольтных зарядных элементов осуществить зарядку обеих половин двойной формирующей лиНа фнг. Г схематически показан предлагаемый сильноточный ускоритель (первые два каскада); на фиг. 2 - электрическая схема подключения элементов формирующего устройства к ускоряющему промежутку для одного каскада (эта схема преобразована из схемы, приведенной на фиг. 1, расщеплением среднего цилиндра формирующей линии на два и разворотом в общепринятую двойную формирующую, причем дрейфовая трубка показана как зарядное сопротивление).

Ускоритель содержит корпус /, являющийся одновременно наружным проводником формирующего устройства, дрейфовые трубки 2, автоэмиссионный катод 3, диафрагмы 4, являющиеся ускоряющими электродами, изоляторы 5 и б, выполняющие роль ускорительной трубки, импульсный источник питания на двойной формирующей линии - коаксиальные циляндры 1, 7, 8, зарядные устройства 9 и коммутаторы 10.

Предлагаемый ускоритель работает следующим образом.

С помощью зарядных устройств 9 производится заряд формирующих устройств. При срабатывании коммутатора 10 первого каскада к промежутку автоэмиссионный катод 5- диафрагма 4 прикладывается импульсное напряжение с выхода двойной формирующей линии и происходит формирование и ускорение электронного пучка, который затем входит в дрейфовое пространство трубки 2. В соответствующий момент времени запускается коммутатор второго каскада и к моменту прихода пучка во второй ускоряющий промежуток к нему прикладывается импульс напряжения с формирующей линии второго каскада и т. д.

Изменением ускоряющего напряжения первого каскада можно регулировать ток пучка, а изменением ускоряющего напряжения последующих каскадов (например, путем измерения зарядного напряжения линий) регулировать энергию частиц.

Предмет изобретения

Сильноточный ускоритель электронов с автоэмиссионным катодом, содержащий дрейфовые трубки, разделенные ускоряющими промежутками, питаемыми импульсным напряжением от двойных формирующих линий в виде трех коаксиальных цилиндров, отличающийся тем, что, с целью обеспечения раздельного регулирования энергии и тока пучка путем каскадного включения нескольких ускорителей прямого действия, каждая дрейфовая трубка подключена одним концом к внутреннему цилиндру, а другим к наружному цилиндру формирующей линии.

F