Способ ускорения заряженных частиц в ускорителе прямого действия Советский патент 1975 года по МПК H05H5/00 

(54) СПОСОБ УСКОРЕНИЯ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ В УСКОРИТЕЛЕ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ Изобретение относится к удворитепьтёзйшке.. Для ускорения частиц в ускорителе прямого действия известным способом в качес ве источника ускоряющего напряжение исполь зуют импульсные трансформаторы. Это затрудняет быстрое изменение энергии частиц |от импульса к импульсу, а также . длител ности импульсов. Предлагаемый способ отличается тем, чт с целью использования для ускорения части энергий магнитного поля индуктивного нако пителя между концами накопителя создают j поток частиц низкой энергии, регулируют его так, чтобы величина его тока стала равна току в накопителя, (размыкают ключ в цепи зарядки накопителя и, воздействуя на источник частиц, плавно 1уменьшают ток пучка со скоростью, равной .отношению требуемой величины, ускоряющего напряжения к i индуктивности обмотки накопителя. Ускоритель прямого действия состоит из ; ускорительной трубки 1, источншса частиц (например, электронной пушки) с подогревным катодом 2, управляющим электродом 3 вытягивающим электродом 4, источника 5 j выт5П ивающего напряжения и датчика 6 измерения тока пучка. Для питания ускорителя по предлагаемому способу необходимы индуктивный накопитель 7 с источником 8 его зарядки, ключ 9 (для некоторых конкрет ных случаев наличие ключа не обязательно), устройство 10 управления ключом и общее устройство управления 11. Ускоритель работает следующим образом Замкнув ключ 9, от источника 8 напряжения заряжают индуктивный накопитель 7, затем подают отпирающий импульс на электрод 3 источника частиц. Частицы под дайствием напряжения источника 5 ускоряются по направлению к вытягивающему электроду 4 и через отверстие в нем по инерции проходят сквозь ускорительную трубку 1 на объект 12. Скорость частиц определяется напряжением источннка, поэтому энергия их составляет всего несколько десятков кэв. Затем при помоши датчика 6 измерения тока пучка, датчика 13 тока накопителя 7 и сравнивающего устройства 14 через уст ройство управления 11, воздействия на источник 5 вытягивающего напряжения, уравнивают между собой величины токов пучка частиц и тока накопителя 7. Далее размьисают ключ 9 и, воздействуя на источник вытягивающего напряжения (или на управляющий электрод 3), плавно уменьщают ток пучка заряженных частиц. Накопитель замкнут только на пучок частиц., проходящий сквозь ускорительную трубку 1. Поэтому, чтобы цепь не преры- валась, ток накопителя должен быть равен ; току пучка. При вынужденном уменьшении тока пучка ток в обмотке накопителя умен .шается. Это вызывает появление между вы водами индуктивного накопителя напряжени равного произведению его индуктивности на Скорость изменения тока. Напряжение накопителя прикладывается к концам ускоритель ной трубки 1 и в ней образуется электрическое поле. Частицы, проходящие сквозь трубку от источника частиц к токоприемнику, получакп- дополнительное ускорение. Таким образом, энергия магнитного поля индуктивного накопителя преобразуется в кинетическую энергию ускоренных частиц. Регулируя скорость бпада тока, можно изменить конечную энергию частицы и длительность импульса. Энергию, запасенную в индуктивном накопителе, можно израсходовать за один импульс, если ток пучка плавно уменьшить до нуля. Ее можно расходовать импульсами, если после некоторого спада величину тока пучка оставить неизменной на некоторое время, затем снова уменьшить ток и т. д. Нетрудно заметить, что между соседними спадами величину тока можно увеличивать, пополняя запас энергии в накопителе от источников 5 н 8, так как они с накопителем образуют замкнутый контур через пучок частиц. Из сказанного очевидно, что для зарядки накопителя и его/ подзарядки между им- ; пульсами необязательно пользоваться ключом 9, однако его целесообразно использовать при длительных паузах между импульсами, чтобы не нагружать источник частиц длительным током. При использовании в качестве источника ускоряющего напряжения индуктивного накопителя по.предлагаемому способу появляется возможность удобного регулирования режимов работы, ускорителя и степени облучения объектов. Предмет изобретения 1. Способ ускорения заряженных частиц в ускорителе прямого действия, содержащем индуктивный накопитель с цепью зарядки, ускорительную трубку и источник частиц, отличающийся тем, что, с целью использования для ускорения частиц энергии магнитного поля индуктивного накопителя, между концами накопителя создают поток частиц низкой энергии, регулируют поток так, чтобы величина его тока стала равна току в обмотке накопителя, размыкаю1 ключ в цепи зарядки накопителя и, воздействуя на источник частиц, плавно уменьшают ток пучка со скоростью, равной отношению требуемой величины ускоряющего напряжения к индуктивности обмотки накопителя. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йя тем, что по окончании цикла ускореия, воздействуя на источник частиц, плаво увеличивают ток пучка со скоростью, авной отнощению суммы, напряжения, питаия зарядного источника и ускоряющего напяжения источника частиц- JHtHflyKTHBHoctn бмотки накопителя.