Сильноточный импульсный ускоритель электронов Советский патент 1975 года по МПК H05H5/00 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для получения импульсных потоков ускоренных частиц, например электронов, с током в пучке до десятков и более килоампер, энергией ускоренных частиц 0,5- 10 Мэв и длительностью импульса - -10- сек.

Для получения таких потоков ускоренных электронов применяются устройства, состоящие из генератора высокого напряжения, формирующей линии, являющейся одновременно накопителем электростатической энергии, коммутирующего разрядника и ускорительной трубки. Заряженная от высоковольтного генератора формирующая линия с помощью коммутирующего разрядника подключается к ускорительной трубке. В результате этого на катоде ускорительной трубки появляется импульс высокого напряжения, форма и длительность которого определяется в основном параметрами формирующей линии. Под воздействием приложенного напряжения эмиттированные катодом ускорительной трубки электроны ускоряются, создавая поток ускоренных электронов.

Однако такого типа ускорители отличаются сложностью и громоздкостью, в значительной мере обусловленными тем, что энергия, необходимая для последующего ускорения электронов, накапливается в виде энергии электростатического поля.

Целью изобретения является упрощение ускорителя и сокращение его размеров путем применения других систем накопления энергии и ее преобразования в энергию ускоренных электронов.

На чертеже показана схема предлагаемого ускорителя.

Ускоритель состоит из индукционного накопителя 1 энергии магнитного поля, источника

электропитания 2, катода 3, сетки 4, анода 5, разрядника 6, источника вспомогательного напряжения 7, резистора 8 и выключателя 9.

Вакуумный проводящий элемент, состоящий из катода, сетки и анода, работает в режиме

ограничения электронного тока собственным пространственным зарядом. После замыкания выключателя 9 начинается накопление магнитной энергии в индукционном накопителе I. В течение этого процесса на сетку 4 подается

накопительное напряжение бо, существенно больщее напряжения источника питания. Величина Uo должна быть такой, чтобы электронный ток с катода, ограниченный объемным зарядом в зазоре катод-сетка, бьи примерно равен максимально возможному току в накопителе 1 при закороченном вакуумном проводящем элементе. Когда ток в накопителе 1 достигнет максимума, включается разрядник 6, закорачивающий сетку 4 на один из витет в это время потенциал, близкий к потенциалу земли. После срабатывания разрядника 6 изменяется распределение напряжения в вакуумном проводящем элементе, эквивалентное электрическое сопротивление .последнего резко возрастает, а так как ток в индукционном накопителе не может изменяться скачком, то срабатывание разрядника приводит к появлению на накопителе и соответственно на катоде напряжения Up такой величины, которая можетобеспечить прохождение через вакуумный проводящий элемент тока прежнего значения.

Преимуществом предлагаемой схемы ускорителя является то, что основные его элементы: индукционный накопитель, разрядник, вакуумный проводящий элемент, источник всцомогательного напряжения - могут быть помещены в общий вакуумный контейнер. Для увеличения отнощения UP/UO необходимо разделить вакуумный .проводящий элемент большим количеством сеток.

Предмет изобретения

Сильноточный импульсный ускоритель электронов, содержащий источник электропитания, соединенный с индуктивным накопителем энергии, вакуумный проводящий элемент с катодом, Сеткой и токоприемником, отличающийся тем, что, с целью улучщения частотных характеристик, упрощения конструкции и увеличения мощности ускорителя, один конец индуктивного накопителя непосредственно

подключен к катоду вакуумного проводящего элемента, другой конец - через источник электропитания к заземленному токоприемнику, а сетка подключена к индуктивному накопителю через разрядник.