Выпускное окно ускорителя электронов Советский патент 1981 года по МПК H05H5/02 

I

Изобретение oi;ftQCHTCH к ускорительной технике, в частности к ускорйтелям электронов с выводом пучка ускоренных электронов в атмосферу, и может быть использовано преимуще.ственно в радиационной технологии.

Все известные выпускные окна ускорителей электронов для радиационной технологии выполняются в виде металлической фольги, вакуумно-Плотн установленной на вакуумной камере развертки пучка 1 .

Однако увеличение ширины вьшускного окна, несмотря на обеспечение равномерности распределения пучка,приводит к ужесточенмо условий работы фольги как по тепловому режиму,так и по механической прочности, т.к. удлиняется путь для теплопередачи на фланец и увеличивается механическая нагрузка от атмосферного давления. Для устранения этих трудностей фольга снабжается опорной решеткой.

Известно устройство выпускного окна, содержащее фольгу, снабженную опорной решеткой в виде опорных элементов, скрепленных с рамкой, и устройство охлаждения в виде водо-охлаждающих полостей рамки 2.

К недостаткам известных устройств следует отнести то, что даже при оптимальном выборе материала и геометрии опорной решетки- и фольги, перепад температур по опорным элементам составляет 50-70°С,а температура фольги в наиболее удаленных от опорньк элементов точках при этом достигает, 300-400°С, что ведет, как известно, к.существенному снижению ее механической прочности, а отсюда к малому сроку службы вьтускного окна и увеличеннво простоев радиационной установки для смены фольги.

Целью изобретения является увеличение срока службы фольги путем улучшения условий теплоотвода с нее. Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство выпускного окна с опорными элементами введены теплозы трубки,, испаритель ные зоны которых совмещены с опорными элементами, а зоны охлазкдення выполнены по обеим сторонам от опорных элементов в эвДе общих дЛя всех трубок каналов, имеющих теплопроводящую стенку,смежнздо с водоохла дающими полостями рамки., Кроме того, обращенные к пучку по верхности опорных элементов плакированы титаном. Предлагаемое вьшускное окно изо бражено на чертеже. Д фланцу 1 вакуумной камеры развертки пучка 2 через уплотнитель 3 с помощью болтов .4 вакуумно-плотно прикрепляется опорная решетка 5. На решетку уложена фольга 6 и уплотнена через уплотнитель 7 прижимным фланце 8, В опорной решетке в качестве несу щих и теплоотводящих опорных элементов установлены трубки 9, внутри которых расположены фитили 10,например, из кварцевого волокна.Опорные элементы являются испарительными зонами тепловых трубок. Рамка 11 опорной решетки по длинной стороне снабжена двумя парами каналов. Внутренние каналы 12 (общие для всех трубок ) являются двусторонним конденсатором для тепловых трубок и вме те с наружными каналами 13, по которым циркулирует охлаждающая жидкость (например, вода, образуют теплообмен ник. Устройство позволяет снизить перепад Температур по опорным элементам до 1-2° С, и таким образом, понизить максимальную температуру фоль ги на 50-70°С,тем самым уменьшить сншсение ее механической прочности Чз-занагрева. С помощью опорных элементов, явля ющихся испарительной зоной тепловых Труб, работающих на общий конденсатор Достигается автоматизм равномерного Теплосъема с разных участков выпускНого окна благодаря увеличению тепло вого потока по тому опорному элементу, который из-за неравномерности электронного пучка оказался в более Тяжелых температурных условиях, в результате чего выравнивается температура во всей длине выпускного - fef--. 94 Эффект тепловой трубы, i-де материал ее стенки не участвует . liepeдаче тепла, позволяет выполнять опорные элементы из материала, к которому не предъявляется Т)еб()ва11ий, например, высокой теплопроводности. В таких условиях может использоваться нержавеющая сталь, которая имеет хорошие механическую прочность, радиационную стойкость и малое газовыДеление, Плакировка обращенной к пучку поверхности опорных элементов титаном ;(в этом случае опорные элементы можно выполнять из меди) позволяет снизить тепловую нагрузку на решетку, так как в случае облучения титана электронами энергия поглощаемых частиц расходуется в большей степени на испарение атомов титана (минуя жидкую фазу) , которые уносят поглощенную энергию в обьем камеры развертки, выполняя при этом одновременно функции сорбции остаточных газов. Кроме того, каналы теплообменника в райке, по которым циркулирует охлажждающая вода, могут быть выполнены большего сечения, что снижает вероятность засорения, поэтому допускает менее тонкую очистку воды и повышает надежность работы системы охлаждения. Формула изобретения Выпускное окно ускорителя электронов, содержащее фольгу, снабженную опорной решеткой в виде опорных элементов, скрепленных с рамкой, и устройство охлаждения в виде водоохлаждающих полостей рамки,о т л ичающееся тем,что,с целью увеличения срока службы фольги путем улучшения условий теплоотвода с нее, в устройство введены тепловые трубки, испарительные зоны которых совмещены с опорными элементами, а зоны охлаждения выполнены по обеим сторонам от опорных элементов в виде общих для всех трубок каналов, имеющих теплопроводящую стенку, смежную с водоохлаждаемыми полостями рамки. 2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что обращенные к пучку поверхности опорных элементов плакированы титаном.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лкулов В.В. и др. Выпускные устройства высоковольтных ускорителей электронов. Тезисы докладов. Всесоюзного научно-технического

семинара Применение мощных источников ионизирующего излучения в радиационной технике ВДНХ, с. 61-62, М., 1976.

2. Патент США 3.469.139, кл. 313-74, 1969,

/3

8 2