Тракт ускорителя прямого действия Советский патент 1976 года по МПК H05H5/00 

(54) ТРАКТ УСКОРИТЕЛЯ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к устройствам для ускорения заряженных частиц в электрическом поле.

Известны конструкции трактов ускорителей прямого действия, в которых ускорение пучка заряженных частиц осуществляется действием электростатического поля. Основаными элементами ускорительного тракта ;являются источник ускоряющего напря е;Ния, собственно ускорительная трубка, представляюшая собой набор металлических элейтродов, разделенных диэлектрическими встав- ками, и снабженная одним или Несколькими фланцами для подсоединения вакуумньтх на- iCocoB, система вакуумирования трубки и

высоковольтный делитель, подключенный к источнику ускоряющего напряжения и состоящий из цепочки резисторов, соединенных с электродами. Вакуумная откачка трубки осуществляется насосами, размещенными на одном или на обоих котдах трубки.

Однако по мере перехода к высоким значениям ускоряющего напряжения (выше нескольких jHaB) эф|.}; гктивность известных конструкций резко снижается. Эг9 связано

с тем, что при увеличении ускоряющего напряжения длина ускорительной трубки неизбежно возрастает в среднем пропорционально ускоряющему напря ению, проводимость же трубки оказывается сравнительно малой. Вследствие этого в рабочем режиме по длине трубки из-за десорбционных потоков возникает значительный перепад давлений, достигающий мм рт. ст. Для уменьшения перепада приходится увеличивать диаметр трубки, т, е. габариты всего ускорителя и его стоимость.

В предлагаегч{ой конструкции тракта ускорителя внутри трубки по ее длине розмеще ны один или несколько откачных элементов, а электропитание на эти элементы поступает с Бысвковольтного делителя.

Это позволяет улучшить систему откачки и эксплуатационные характеристики тракта и устранить влияние вариаций тока, потребляемого разрадными на устойчивость работы высоковольтного делителя. риантов. Тракт содержит ускоритепьную трубку 1, отрицательный электрод 2 исто ника ускоряющего напряжения, положитель ный электрод 3, резисторы 4 высоковольтного делителя, электроды 5 ускорительной трубки, йатоды 6 магниторазрядного откачного элемента, анод 7 магниторазрядного откачного элемента, постоянные магниты 8 систему вакуумирования 9. Внутри ускорительной трубки, к крайним участкам которой подключены отрицательны и положительный электроды источника ускоряющего напряжения и параллельно которой подключена цепочка резисторов высоковолвт кого делителя, соединенных с электродами ускорительной трубки, установлены с зазорами 3-5 мм катоды 6, выполненные из активно поглощающих газ металлов, например титана и циркония, и металлический анод 7 ячеистой формы. В непосредственно близости , от образованного таким .образом анодно-катодного блока со свободной центральной частью размещены постоянные маг- ниты 8, создающие осевое магнитное пале, благодаря чему внутри ускорительной трубки оказывается размещенным магнитораз- рядный откачной элемент. Катоды 6 и анод 7 электрически соединены с соответствуюпшми выводами одного из резисторов высоковояьтного делителя. При подаче на трубку ускоряющего напряжения благодаря высоковольтному дели. телю по длине трубки создается близкое к равномерно распределенному электростатическое поле, и между катодами 6 и анодом 7 магниторазрядного элемшта возникает разность потенциалов около 10 кв. При этом в межэлектродном пространстве анодно-катод ного блока возникает разряд, приводящий к распылению материала катодов и активно му связыванию остаточных газов, находя- щихся внутри ускорительной трубки, вследствие чего значительно улучшаются ее эксплуатационные характеристики. При внешнем и внутреннем диаметрах анодно-катодного блока 400 и 80 мм соответственно магкиторазрядный откачной элемент высотой ЗО мм (без учета постоя ных магнитов, размещенных вне трубки) способен обеспечить быстроту откачки порядка 50 л/С-.с {по воздуху), что позволяет откачать газовый поток десорбции с участка трубки длиной несколько метров и резко снизить давление остаточных газов BiijTpn трубки. элемента возникающий при его работе разрядный ток не превыщает 15-20 мка, что сущестЕч нно меньще тока высоковольтного делителя. Поэтому разрядный промежуток в рабочем режиме оказывает сравнительно Слабое влияние на распределение потенциала на резисторе, к выводам которого он подключен. На электрическую же стабильность и устойчивость работы всего делителя наличие одного или нескольких маг- ниторазрядных откачных элементов практически вообще не влияет, так как число последовательно включенных резисторов высоковольтного делителя для тандемного ускО рйтеля на 30 Мэв превыщает 350, и дажз значительные изменения проводимости одно го или нескольких из них вследствие измене ния тока, пост| ебляемого магниторазрядными откачными элементами, очень слабо сказываются на проводимости всего делителя. В случае необходимости аномно-катодный блок магниторазрядного откачного элемента может быть подключен к резистору высоковольтного делителя через цепочку из активHbiix нелинейных резистбров, подобранных так, чтобы в рабочем диапазоне давлений ускорителя шунтирующая делитель проводи мость оставалась постоянной. При этом магниторазряд 1Ый откачной элемент вообще не влияет на параметры делителя и устой- швость работы источника высокого напряжения. Формула изобретения 1.Тракт ускорителя прямого действия, содержащий источник ускоряющего напряжения, ускорительную трубку, систему ее вакуумирования и высоковольтный делитель, отличающейся тем, что, с целью улучшения системы о.ткачки и эксплуатационных характеристик трубки, во внутренней полости последней размещены по ее длине разрядные откачные элементы, электроды которых электрически подключены к одному или нескольким участкам (резисторам) высоковольтного делителя. 2.Тракт по п. 1, отличающийс я тем, что, с целью устранения влияния изменений тока, потребляемого разрядьр ными откачными элементами, на устойчивость работы высоковольтного делителя, откачные элементы подключены к последнему через цепочку из активных нелинейных резисторов, подобранных так, чтобы в рабочем диапазоне давлений внутри трубки шунтирующая делитель проводимость валась неизменной.