Устройство для поглощения быстрых частиц Советский патент 1975 года по МПК H05H7/00 

1

Изобретение относится к электрофизическому аппаратостроению и может быть использовано в сильноточных ускорителях ионов и установках для термоядерных исследований.

Известны устройства, в которых для поглощения быстрых заряженных и нейтральных частиц с энергией 10-10 кэв, покидаюш,их рабочую зону электрофизической установки, использованы неподвижные пластины, изготовленные из металла с коэффициентом внедрения, близким к единице, например титана, и установленные нормально к падающему лучку.

Однако в таких устройствах предельно возможная концентрация газовых молекул в поглощающей пластине достигается за очень малое время. В том случае, когда поглощающая пластина неподвижна, из-за неравномерности распределения плотности потока быстрых частиц по сечению на участках пластины с большей плотностью потока предельная концентрация газа достигается быстрее, чем на участках с меньшей плотностью потока. При этом происходит обратное выделение газа из пластины в рабочую область, вследствие чего возникает потребность в откачке всего пучка быстрых частиц с помощью дополнительных вакуумных насосов.

Цель изобретения - увеличение количества быстрых частиц, которое может быть поглощено до начала обратного выделения газа, т. е. улучшение вакуумных условий в рабочей области. Для этого поглощающие пластины выполняют в виде вращающихся концентрических конических колец, причем кольца располагают одно за другим так, чтобы обеспечить равномерное насыщение пластины газом в азимутальной плоскости.

На чертеже изображено предлагаемое устройство с разрезом.

Устройство содержит корпус 1, опорный подшипник 2, вакуумное уплотнение 3, вал 4,

трубчатую опору 5, пологие поглощающие пластины 6, изоляторы 7, нагреватели 8, присоединительный патрубок 9, откачной патрубок 10; штриховыми линиями показаны траектории быстрых частиц, исходящих из фокуса 11.

В корпусе с помощью опорного подшипника и вакуумного уплотнения установлен вал, на котором закреплена металлическая трубчатая опора с закрепленными полыми коническими поглощающими пластинами. Внутри поглощающих пластин на изоляторах размещен нагреватель. Через присоединительный патрубок поступает пучок быстрых частиц с фокусом в точке. Через откачной патрубок

предварительно откачивают устройство и удаляют выделяющиеся при термической регенерации газы.

Работает предлагаемое устройство следующим образом.

Поглощающие пластины предварительно нагреваются нагревателем с целью обезгаживания. Пучок быстрых частиц попадает во вращающиеся на валу поглощающие пластины, охлаждаемые проточной водой. При этом быстрые частицы внедряются в поверхность металла пластин.

Исполнение поглощающих пластин в виде конических колец позволяет при сохранении размеров корпуса в 5-10 раз увеличить площадь пластин по сравнению с вариантом конструкции, когда пластины расположены нормально к падающему пучку. Угол наклона колец и их относительное расположение выбраны в соответствии с распределением плотности потока быстрых частиц по азимуту, что обеспечивает равномерное насыщение пластин газом в азимутальной плоскости. Например, в случае, если фокус пучка быстрых частиц расположен на оси предлагаемого устройства и в плоскости присоединительного фланца, угол раствора конусов выбирают уменьшающимся по мере приближения к оси устройства. Вращение поглощающих пластин обеспечивает их равномерное заполнение внедренными частицами по всей поверхности.

В результате этого время достижения предельной концентрации газа в металле увеличивается, газовая нагрузка в устройстве уменьшается, а вместе с ней уменьшается потребность в дополнительных откачных средствах, необходимых для получения вакуума. Это позволяет уменьшить производительность дополнительных насосов с 1,6-10л/сек .до 1,810 л/сек и примерно в 9 раз увеличить продолжительность работы инжектора в условиях допустимого вакуума.

Предмет изобретения

1.Устройство для поглощения быстрых частиц в сильноточных ускорителях, содержащее поглощающие пластины со средствами регулирования температуры, отличающееся .тем, что, с целью увеличения количества поглощенных частиц и уменьшения газовой нагрузки на вакуумные насосы ускорителя,

пластины выполнены в виде вращающихся, последовательно расположенных конических колец.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что поглощающие пластины расположены соосно.

11

Вода.