Импульсный ускоритель электронов Советский патент 1979 года по МПК H05H5/00 

Изобретение отн.осится к области импульсной техники и может быть использовано при разработке сильноточных ускорителей заряженных части Известны ускорители электронов, в которых применяются системы испуль ного электрического питания. Однако эти системы обладают высокой сложностью, поэтому в последнее время все большее распространение получают ускорители с индуктивным накопителем энергии. Наиболее близким к предлагаемому является импульсный ускоритель элект ронов, содержащий источник электронов, системы электрического питания и управления, индуктивный накопитель Однако в этом ускорителе возникаю большие электрические перенапряжения обусловленные наличием в реальной системе определенной собственной индуктивности. Для уменьшения электрических перенапряжений в системе электрического питания предлагаемый ускоритель снабжен дефокусирующей системой и коллиматором, расположенным между ис точником электронов и накопителем, система электропитания снабжена блоком импульсного питания дефокусирующей системы, а система управления - блоком синхронизации момента включения дефокусирующей системы. На фиг. 1 схематично показан один из вариантов предлагаемого ускорителя; на фиг. 2 - эпюры токов и напряжений, поясняющие его работу. Ускоритель содержит источник 1 электронов, систему 2 импульсного питания источника электронов, дефокусирующую систему 3, блок 4 импульсного питания дефокусирующей системы, коллиматор 5, индуктивный накопитель 6, линию 7 задержки, буквами о, 5 и Ё обозначены траектории заряженных частиц. Устройство работает следующим образом. Источник 1 электронов включают и отключают (на фиг, 2 ток Ц) с относительно медленной скоростью нарастания и спада (в реальных системах около 10 мкс), чтобы избежать нежелательных перенапряжений. Созданный пучок: электронов проходит через . систему 3 и коллиматор 5 по траекториям CL и 5 .Индуктивный накопитель 6 под воздействием проходящего пучка электронов запасает энергию. После окончания нарастания тока пучка через

накопитель б при наибольшем значении тока 1| например, в момент t (см.фиг.2) включается блок 4, и дефокусирующая система 3 распушает пучок. Определенная часть заряженных частиц в зависимости от напряжения на дефокусирующей системе начинает двигаться по траекториям Ь вместо траектории 8 и попадает на коллиматор 5, соединенный с общим проводом схемы. Приосевые неотклоненные частицы по центральным траекториям а проходят через индуктивный накопитель 6, в котором их ускоряет вихревое электрическое поле, возникающее при сбросе электронного потока. На фиг. 2 показаны ток пучка ia., пронизывающий индуктивный накопитель ток частиц tj попадающий на коллиматор, и ускоряющее напряжение .в. Изменение тока t приводящее к возникновению напряжения в , не приводит к изменению таковой нагрузки системы 2 импульсного питания и перенапряжения в ней не возникают.

Блок 4 запускается от источника синхроимпульсов,в качестве которого может использоваться, например, выхо линии задержки, подключенной к дополнительному вьоходу системы 2, или магнитный датчик синхроимпульса, размещенный в индуктивном накопителе и посылающий сигнал на запуск блока импульсного питания дефокусирующей системы в момент достижения током i| максимального значения.

По окончании переходного процесса в индуктивном накопителе 6 ускорение частиц прекращается, и ток источника 1 плавно уменьшается (см.фиг, 2

выключается и блок 4. Таким образом завершается один цикл ускорения, С началом следующего импульса системы 2 начинается очередной цикл работы ускорителя,

5 Положительный эффект от применения предлагаемого устройства четко выражен при работе с сильноточными пучками частиц. Например, при скорости сброса тока пучка в одной из устано0 BOKdi/dt 510 А/с и собственной индуктивности L системы 2, равной, как минимум, 50-10 г, амплитуда напряжений в системе импульсного питания источника электронов будет не

5 меньше О,25-10®В. Устранение обратного выброса такой величины обычными средствами требует более сложных и дорогостоящих конструктивных мер, чем предлагаемое решение.

Формула изобретения

Импульсный ускоритель электронов, содержащий индуктивный накопитель, источник электронов, системы электрического питания и управления, о тличающийся тем, что, с целью уменьшения электрических перенапряжений в системе электрического питания, он снабжен дефокусирующей системой и коллиматором, расположенным между источником электронов и накопителем, система электропитания снабжена блоком импульсного питания дефокусирующей системы, а система управления - блоком синхронизации момента включения дефокусирующей системы.

-/

t