Электромагнит бетатрона Советский патент 1987 года по МПК H05H11/00 

СП o

Изобретение относится к ускорительной технике, а именно, к электро магнитам бетатрона. Известны электромагниты бетатронов Ш-образного вида со сменными полюсными наконечниками цилиндрической формы, диаметр которых соответствует наружному диаметру ускорительной камеры и определяет ширину ярма обратного магнитопровода. Сплошные полюсные наконечники известных электромаг нитов затрудняют доступ к ускоритель ной камере и имеют бдльшхе габариты, а следовательно, и вес. Наиболее близким техническим реше нием к предложенному являются электр магниты бетатрона, содержащие возбуж дающую обмотку, ферромагнитный магнитопровод с полюсными наконечниками образующими межполюсное пространство и блоком центральных вкладышей. Эти электромагниты имеют тот же недостаток: -затрудняют доступ к уско рительной камере, необходимый для осуществления качественного вывода электронного пучка, и имеют большие . габариты. Целью изобретения является улучше ние доступа к ускорительной камере и уменьшение габаритов электромагнита. Эта цель достигается тем, что полюсные наконечники электромагнита выполнены в виде прямого многогранника, ширина основания которого в средней части равна диаметру центральных вкладьш1ей, а длина - наружно му диаметру межполюсного пространства, при этом две противолежащие боковые грани имеют вид цилиндрических поверхностей с радиусом, равным наружному радиусу межполюсного пространства. На фиг.1 показан предложенный электромагнит, разрез по А-А; на фиг.2 - то же, разрез по Б-Б. Полюсные наконечники 1 электромаг нита выполнены в виде многогранника с основаниями прямоугольной формы и набраны из листов 2 электротехнической стали за одно целое- с ярмами обра тного магнитопровода 3. Ширина ос. нования а полюсных наконечников равна диаметру 2t центральных вкладышей А, которые служат для вьтолнения бетатронного соотношения, отличного от 2:1. Основания полюсных наконечников 1 могут иметь форму криво линейного четьфехугольника, ширина 5 2 которого в средней части должна быть равна 2г (форма такого основания показана на фиг.2 пунктиром). При необходимости полюсные наконечники выполняют отдельно от магнитопровода 3. Суммарная площадь поперечного сечения двух ярем магнитопровода 3 рассчитывается из условия пропускания полного магнитного потока (с учетом потоков рассеяния), необходимого для ускорения электронов до заданной энергии-и их удержания в области равновесной орбиты 5. При расположении магнитопровода 3, показанном на фиг.2 пунктиром, обеспечивается лучший доступ к ускорительной камере. Описываемая форма полюсных наконечников позволяет.формировать в меж- полюсном зазоре 6 азимутально-неоднородное управляющее поле с двумя максимальными значениями напряженности, которые находятся на азимутах, соответствующих осевой линии 7, и минимальными значениями, находящимися на азимутах, смещенных на угол 11/2 от осевой линии 7. Равновесная орбита 5 в таком поле имеет форму, близкую к форме.эллипсообразного овала, причем максимальное удаление орбиты 5 от оси О ускорителя совпадает с азимутами, на которых напряженность управляющего поля максимальна. Профили поверхностей 8, обращенных внутрь межполюсного зазора 6, должны обеспечивать изменение усредненного по азимуту показателя спада п в пределах О п 1, частоты бетатронньпс колебаний ), и г), не должны превьш1ать 1 . Намагничивающие катушки 9 могут либо охватывать полюсные наконеч.ники, либо располагаться на стойках обратного магнитопровода. В последнем случае обеспечивается лучший досг туп к ускорительной камере. В связи с тем, что на участках 10 межполюсного зазора 6, которые не охвачены полюсами I, управляющее поле формируется потоками рассеяния с боковых поверхностей 11 полюсов 1, и часть этого потока используется для удержания электронов около равновесной орбиты 5, суммарная площадь поперечного сечения ярем магнитопровода 3 оказывается меньше, чем в известных магнитопроводах Ш-образной конст3 . 5244784

рукции. Это позволяет уменьшить габа- ных цилиндрических наконечников, а риты и вес магнитопровода. Кроме то- наличие свободных участков 10 улучго, вес описываемых полюсных наконеч- шает доступ к ускорительной камере и НИКОВ На 30 - 50% меньше веса извест- условия охлаждения электромагнита.

9uz.i

ЭЛЕКТРОМАГНИТ БЕТАТРОНА, содержащий возбуждающую.обмотку, ферромагнитный магнитопровод с полюсными наконечниками, образующими межполюсное пространство, и блоком центральных вкладьшей, отличающийся тем, что, с целью улучшения доступа к ускорительной камере и уменьшения габаритов, полюсные наконечники выполнены в виде прямого многогранника, ширина основания которого в средней части равна диаметру центральных вкладьшей, а длина - наружному диаметру межполюсного пространства, при этом две противолежащие боковые грани имеют вид цилиндрических поверхностей с радиусом, равным наружному радиусу межполюсного пространства.

J

--:-.-.-.tv

г

Б-Б

.1.