Устройство для облучения электронами Советский патент 1983 года по МПК H05H5/00 G21H5/00 

jmi

Ю

о 00 « Фиг.1

Изобретение относится к радиационной технике.

Известно устройство для облучения электронами, в котором распределение пучка по объекту облучения осуществляется его отклонением с помощью катушек, возбуждаемых от генератора тока развертки синусоидальной или треугольной формы Cl .

. Однако в системах с угловым отклонением пучка в сочетании с плоским выходным окном скорость движения пучка по окну, а далее по объекту растет как.тангенс угла отклонения от среднего положения; кроме того, возрастают потери в окне из-за вхождения электронов в фольгу под острым углом обратно косинусу угла, отклонения. Оба фактора, а также уменьшение дозы из-за косого вхояодения Электронов в объект ка краях развертки, приводят к уменьшению дозы на Максимальных углах отклонения, что ограничивает углы сканирования практически диапазоном 40-45 . Для устранения указанных недостатков возможна коррекция траекторий электронов до перпендикулярных в области фольги выходного окна с помощью магнитного поля.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является устройство для облучения электронами содержащее ускоритель электронов, систему электромагнитной сканирутощей развертки, включающую генератор тока развертки, подключенный к отклоняющим, катушкам, и постоянныймагнит, установленный параллельно плоскости выходного фольгового окна 2},

I

К недостаткам устройства относится необходимость вертикальной установки камеры развертки, что уве.пичивает габариты устройства. Для коррекции траектории электронов по обе стороны от се редины пучка магнитное поле должно иметь противоположное направление, в результате чего в области, близкой к середине, образуется квадрупольное поле, приводящее в результате фокусировки к усилению дозы облучения.в середине и к симметричному ослаблению ее по обе стороны в местах перехода от квадрупольного поля к однородному между полюсными наконечниками. Корректирующий магнит имеет полюсные наконечники треугольной формы в плоскости развертки и с криволинейной входной поверхностью, что затрудняет достижение однородного поля в зазоре, и следовательно, равномерной плотности электронного тока вдоль окна. Кроме того, выполнение полюсов треугольной формы приводит к значительному увеличению объема магнитопровода магнита при попытке

увеличить ширину зоны облучения за счет увеличения угла сканирования.

Цель изобретения - уменьшение вертикальных габаритов устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для облучения, содержащем ускоритель электронов, систему электромагнитной сканирующей развертки, включающую генератор тока развертки, подключенный к отклоняющим катушкам, и постоянный магнит, установленный параллельно плоскости выходного фол гового окна, ускоритель электронов расположен так, что его продольная ось параллельна плоскости постоянного магнита, последовательно с генератором тока развертки включен источник постоянного тока, а генератор тока развертки снабжен корректором скорости развертки.

Кроме того, в устройство дополнительно введен второй ускоритель, установленный противоположно первому и последовательно вдоль облучаемого образца, а.корректирующий магнит выполнен общим для обоих ускорителей и содержит Ш-образный магнитопровод с обмотками возбуждения ка среднем стержне,

На фиг. 1 схематически показано предложенное устройство; на фиг. 2 то же с двумя ускорителями; на фиг. 3 - Ш-образный магиитопровод в разрезе.

Устройство содержит ускоритель, содержащий источник электронов 1 и ускорительную трубку 2, на выходе которой установлено устройство магнитного отклонения в виде С-образного магнита 3 с обмоткой возбуждения 4, подключённой к источнику 5 постоянного тока и генератору б тока развертки. Генератор подключен к задающему устройству 7 синусоидалного сигнала через преобразователь 8 отрицательных полуволн в положительные. Первичная развертка осущесвляется внутри вакуумной камеры 9, на которой установлен О-образный магнит 10 постоянного поля. Входная плоскость магнита наклонена под небольшим углом fb 10-20° к траекториям развернутого электронного пучка, а за выходной плоскостью магнит расположено выводное фольговое окно 11.

В устройстве с двумя ускорителями (фиг. 2) 12 и 13 последние устанавливают противоположно и последовательно вдоль обрабатываемого материала 14. В этом случае неравномености распределения плотности электронов по апертуре окна из-за разных расстояний от источника до объекта при одном фокусном расстоянии оптической системы ускорителя компенсируются соответствующими неравномерностями второго ускорителя, а облучаемый материал, проходя под обоими ускорителями, получает равномерную п.о мощности дозу облучения по всей ширине. На фиг, 3 камеры 9 развертки с фольговыми окнами 11 двух ускорителей имеют общий Ш-образный магнитопровод 15, который является частью биологической защиты. Благодаря общей обмотке возбуждения 16 на среднем стержне магнитопровода магнитны поля в.зазорах имеют противоположное направление, как показано стрелками В результате осуществляется одновре менное распределение пучка по апертурам окон от двух оппозитно располо женных ускорителей. На фиг. 4 показано перемещение отклоняемого пучка относительно вход ной плоскости магнита по закону tgoi в пределах отклонения от вертикали cL 70-80 , что соответствует углу входа в магнит /5 10-20°. При откло нении пучка 4cip 8 в одну сторону от. исходного угла 70° в результате графического построения для закона отклоняющего поля в сканирующем электромагните 3 получают форму сигнала, близкую к синусоиде (более точно ) . На фиг. 5 показан закон изменения отклоняющего поля Н , при котором отрицательные значения синусоидаль, ного сигнала преобразованы в положи- тельные. Простейшим преобразователем такого сигнала может быть двухполупериодный выпрямитель без филь// /ft... , тра. На фиг, 5, б показан характер движения луча по входной плоскости магнита, как результат коррекции тангенциального закона формой откло няющего сигнсша, близкой к синусоидальной, что соответствует линейному распределению дозы по длине развертки. При введенных на фиг. 1 Обозначениях tip-угол отклонения от горизонтальной оси ускорителя, задаваемый постоянным током в катушках) f) - высота отклоняющих катушек от входной плоскости магнита, расстояние от отклоняющих катушек до дальней точки корректирующего магнита . Тогда путь пучка от дальнеЯ точки будет изменяться как -..- iJ. i S 1 Л ЗСргде 4oip- приращение угла отклонения. Скорость перемещения пучка по плоскости магнита будет V 4t , откуда следует, что для W .-. j зшЧх.р постоянства V круговая частота развертки должна изменяться по закону W cu sin/otp, а при малых углах W и;роб2 Горизонтальная компановка радиационной установки позволяет снизить вес опорной металлоконструкции, камеры развертки и биологической защиты в 3-4 раза по сравнению с ускорителями при вертикальном расположении ускорительной трубки и камеры развертки.

f %

(У if

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОНАМИ, содержащее ускори- ' тель электронов, систему электромагнитной сканирующей развертки, включающую генератор тока развертки, ,подключенный к отклоняющим катушкам, и постоянный магнит, установленный параллельно плоскости выходного'фольгового окна, отличающе- •е с я тем, что, с целью уменьшения вертикальных габаритов установки, ускоритель электронов расположен так, что его продольная ось параллельна Входной плоскости постоянного магни- ^ та, последовательно с ^генератором тока разверкти включен источник постоянного тока, а генератор тока разверкти снабжен корректором скорости развертки.2, Устройство по п. 1, о т л и- ч а ю щ е ее я тем, что,дополни» тельно введен второй ускоритель, установленный противоположно первому и последовательно вдоль облуча- емог'о образца, а корректирукхций маг- § нит выполнен общим для обоих ускорителей и содержи'^ Ш-образнкй магни- топровод с обмоткой возбуждения на лев среднем стержне.Г

Фиг. б