ИМПУЛЬСНЫЙ БЕЗЖЕЛЕЗНЫЙ БЕТАТРОН Советский патент 1971 года по МПК H05H11/00 

Предлагаемое устройство относится к технике ускорения заряженных частиц и может быть использовано при разработке индукционных циклических ускорителей, предназначенных для эксплуатации в импульсном режиме работы.

Известны бетатроны, в которых магнитное поле создается с помощью полюсных наконечников и магнитопроводов из ферромагнитных материалов.

Эти бетатроны имеют большой вес, плохую воспроизводимость параметров магнитного поля. В них осуществляется сложная корректировка азимутально-фазовых неоднородпостей поля, причем сократить длительность ускорительного цикла и повысить папряженность ускоряющего вихревого электрического поля невозможно. Энергия ускорения ограничивается насыщением железного магнитопровода и нарушением вследствие этого условий ускорения.

В витковых системах отсутствует явление насыщения ферромагнетиков, но сравнительно большая индуктивность обмоток электромагнита (десятки и сотни микрогенри) затрудняет значительное повышение напряженности ускоряющего электрического поля, что делает их непригодными, например, в случае плазменных экснериментов. В таких системах изменение структуры поля достигается только существенным нерераспределением витков в нространстве. При ускорении до высоких энергий сказывается недостаточная электрическая и механическая прочность витковых конструкций электромагнита.

Бетатрон с концентрацией магнитного потока имеет малую апертуру области устойчивости, не допускает произвольного изменения характеристик бетатронного ноля в целях, папример, их оптимизации.

Предлагается конструкция импульсного безжелезного бетатрона, который может работать в режиме с характерным временем ускорения от долей микросекунд до сотен

микросекунд, ускорять электронные токи до энергий в сотни мегаэлектронвольт, запитываться от конденсаторных или индуктивных накопителей и взрывомагнитных генераторов, имеет малые габаритные размеры и вес, хорошую воспроизводимость и технологичность в нзготовлении.

Па чертеже изображен предлагаемый бетатроп в разрезе. Магннтное поле создается двумя катушками / и 2, расположенными на общей осн. Сооспо и симметрично с катушками установлены профилированные формирователи поля 3 и 4 - две медные тонкостенные бочкообразные оболочки, кривизна которых выбрана, с