Бетатрон Советский патент 1978 года по МПК H05H11/00 

общим электродом двойных формирующих линий 2, Наружный кольцевой край катода 7 вы ступает из изолятора 4 вблизи отверстия (щели) в аноде 1, которое служит для вы хода электронного пучка 8 из инжектора в центральный зазор 9 и межполюсное пространство Ю. Катод 7 инжектора соединен с анодом 1 через зарядную инцуктивность 11 0вой ных формирующих линий 2. Индуктивность 11 выполнена в виде спирали, навитой на поверхность изолятора 4, причем один конец иноуктивности 11 соединен с анодом 1, а другой ее конец - с катодом 7 инжектора, Со стороны оси 12 симметрии инжектора и бетатрона высоковольтные зарядные электроды 3 двойных формирующих линий 2 соединены между собой и йв ляются одновременно вьюоковольтным электродом коммутатора 13, заземленны электродом которого служит ближайшая к оси 12 центральная часть анода инжек тора, Высоковольтные зарядные электроды 3 двойных формиру1сяцих линий 2 соедине ны с высоковольтиь1М вводом 14, идущим от источника импульсных напряжений через центральное отверстие 15 в централь ном сердечнике 16 бетатрона. При возрастании магнитного потока в центральном сердечнике 16 бетатрона при определенном . значении магнитного поля на равновесной орбите бетатрона от источника импульсного напряжения через высоковольтный ввод 14 и индуктивность 11 происходит заряд двойных формирующих линий 2, В определенный момент .времени напряжение на коммутаторе 13 достигает такой величины, что коммутатор 13 срабатываетэ и от него в сторону анода 1 начинают распространяться радиально рас ходящиеся электромагнитные волны, разряжающие верхнюю и нижнюю формирующие линии 2, Дойдя до внешних краев влектродов 3, электромагнитные волны частично отраншются и частично преломляются. Преломленные волны, двигаясь к центру Средник формирующих линий 2, разряжают их до половинного значения н чального зарядного потейциала, а отраже ные волны, двигаясь к центру верхней и ниншей формирующих линий 2, заряжаю их но половинного значения зарядного потенциала, но спротивоположным знаком. Таким образом, межц средним ёлек тропом катодом (7) н анодом 1, находившимися до срабатывания коммутатора под одним поте1щиалом (потенциал земли}, возникает разность потещиалов, равная зарядному напряжению. Электромагнит ные волны, перезаряжавшие верхнюю и нижнюю формирующие линии 2, дойдя до коммутатора 13, отражаются от него, как от короткозамкнутого кош1а, и, двигаясь в обратном направлении, вновь разряжают верхнюю и нижние формирующие линии 2. Преломленные электромагнитные волны, разряжающие средние формирующие линии 2, дойдя до внутреннего края дискового электрода {катода 7), отражаются от него, как от разомкнутого конца, и распространяются в обратном направлении, разряжая до нулевого потенциала средние формирующие линии 2, При достижении волнами внешнего края дисковых формирующих линий процесс формирования электрического . импульса завершается. Таким образом, между анодом 1 и катодом 7 сформирован электрический импульс, длительность которого равна двойному времени прохождения электромагнитной волны в радиальном направлении в дисковой формирующей линии, и амплитуда которого равна зарядному напряжению. , При этом напряженность электрического поля у катода 7 достигает величины, достаточной для интенсивной холодной эмиссии электронов, и сформированный в инжекторе дисковый электронный пучок 8 выходит в центральный зазор 9.. В магнитном поле центрального зазора 9 электроны изменяют направление своего движения с радиального, при выходе из инжектора, на почти тангенциальное, при выходе из центрального зазора в межалектродное пространство 10. Разрядный контур дисковых формирующих лийий 2,--включающий в себя коммутатор 13 и инжектор, имеет аксиальную симметрию и малую индуктивность, обеспечивает получение мощных наносекундных импульсов напряжения и тока инжекции с крутыми фронтами, а значит и получение больших скоростей изменения электронного тока на вьисоде из инжектора и больших скоростей изменения тока инжек- ции. Последнее вызывает появление в межполюсном пространстве большой вихревой ЭДС самоиндукции, которая резко изменяет импульс инжектированных электронов и тем, самым обеспечивает эффективный захват электронов в ускорение.

Формула изобретения

Бетатрон с инжектором, расположенным в центральном сердечнике электромагнита в мецианной плоскости и имеющим вы- ход пучка электронов .в межлолюсное пространство, отличающийся тем, что, с целью получения мощных наносекундных импульсов тока инжекции и повышеНИН интенсивности потока ускоренных электронов, .инжектор выполнен в вице авух двойных параллельно соединенных дисковых формирующих линий, центральный диск которых является катодом инжектора, а внешние электроды формирующих линий анодом, а общий коммутатор формирующих линий расположен вдоль оси инжектора.