Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при разработке индукционных ускорителей с высоким КПД, уменьшенными габаритами и массой.
В бетатронах в конце цикла ускорения электроны для генерирования тормозного излучения сбрасываются на мишень с помощью специальной схемы сброса.
Известен бетатрон, в котором сброс осуществляется с помощью дополнительного магнитного поля, создаваемого обмотками, уложепными на профилированных поверхностях полюсов 1. По обмоткам в момент максимума управляющего и ускоряющего поля через коммутирующий прибор пропускаются импульсы тока от накопительного конденсатора, который предварительно заряжен через диод, активное сопротивление и трансформатор от сети. Недостатками такого устройства является наличие дополнительного источника питания для схемы сброса, накопительного конденсатора, зарядного сопротивлепия и диода, что увеличивает габариты и массу устройства, а также потери мощности, которые возникают при передаче энергии от источника к накопителю.
Известен также бетатрон, содержащий электромагнит с намагничивающей обмоткои, конденсатор для компенсации реактивной мощности намагничивающей обмотки, обмотки сброса ускоренных электронов, расположенные в рабочем зазоре 2. 5 В этой системе в качестве зарядного трансформатора использован электромагнит.
Недостатками такого бетатрона являются увеличенные габариты и масса бета10 тронной установки из-за наличия отдельного накопительного конденсатора и элементов зарядной цепи: диода, активпого сопротивления, и невысокий КПД из-за потерь MOHiHocTH на активном сопрот11вле15 НИИ и диоде прп заряде конденсатора.
Целью изобретения является снижение габаритов, массы п потребляемой мощности. Это достигается тем, что в бетатроне, содержащем электромагнит с намагничивающей обмоткой, конденсатор для компенсации реактивной мощности намагничивающей обмотки, обмотки сброса ускоренных электронов, расположенные в рабочем зазоре, обмотки сброса подключены через коммутирующий нрибор параллельно намагничивающей обмотке.
На фиг. 1 дана электрическая схема ва30 рианта предлагаемого устройства; на
iMW
.-..«
фиг. 2-кривые, характеризующие работу устройства.
Устройство включает электромагнит с намагничивающей обмоткой 1, конденсатор 2 для компенсации реактивной мощности намагничивающей обмотки, обмотки 3 сброса ускоренных электронов, расположенные на профилированных поверхностях полюсов, обмотку 4 возбуждения, коммутирующий прибор 5.
Бетатрон работает следующим образом.
Обмотка 4 возбуждения подключена к сети, в колебательном контуре конденсатор 2 - обмотка 1 возбуждаются незатухающие колебания (на фиг. 2 кривые а и б - соответственно напряжение и ток контура). В момент времени ti, когда напряжение на конденсаторе 2 не изменило знак, на управляющий электрод коммутирующего прибора 5 приходит запускающий импульс. Конденсатор 2 через коммутирующий прибор разряжается на обмотки 3 сброса, создавая дополнительное магнитное поле, необходимое для сброса ускоренных электронов на мишень.
Так как добротность колебательного контура достаточно велика, конденсатор 2 перезаряжается до напряжения обратной полярности, и коммутирующий прибор 5 выключается в момент времени tz (на фиг. 2- кривая S - импульс тока, протекающего по обмоткам 3 сброса).
Время включения коммутирующего прибора 5 выбирается исходя из энергии, необходимой для сброса ускоренных электронов на мищень по формуле
4кл. -arcsin--1/ , «,я I/ С
где ш - собственная частота колебательного контура конденсатор 2 - обмотка 1; Urn - амплитудное значение напряжения
на конденсаторе 2; Q - энергия, необходимая для сброса
электронов;
С - емкость конденсатора 2. Для бетатронов величина энергии, запасаемой в колебательном контуре для ускоm
.525
рения электронов, определяемая величиной Urn, в 50-100 раз больше энергии, необходимой для сброса электронов, поэтому фаза включения коммутирующего прибора находится вблизи максимума тока контура (фиг. 2 кривая е).
Применение предлагаемого устройства позволяет уменьшить габариты и массу генератора импульсов тока сброса примерно
вдвое за счет устранения элементов зарядной цепи (активное сопротивление, диод) и совмеш,ения накопительного конденсатора сброса с конденсатором для компенсации реактивной мош,ности намагничиваюпдей
обмотки.
Уменьшение нотребляемой установкой мошности происходит благодаря тому, что отсутствует передача энергии от источника питания до накопительного конденсатора
через трансформатор, зарядное сопротивление и диод. Это уменьшение достигает 50- 60% по сравнению с известными схемами сброса, отсутствие отдельной емкости схемы сброса позволяет уменьшить в целом
габариты и массу блока излучателя бетатронной установки.
Формула изобретения
Бетатрон, содержаший электромагнит с намагничиваюш,ей обмоткой, конденсатор для компенсации реактивной мош,ности намагппчиваюш,ей обмотки, обмотки сброса ускоренных электронов, расположенные в
рабочем зазоре, от л и ч а юш, и и с я тем, что, с целью снижения габаритов, массы и потребляемой мощности, обмотки сброса подключены через коммутирующий прибор параллельно намагничивающей обмотке.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Ананьев Л. М. и др. Индукционный ускоритель электронов - Бетатрон. Атомиздат, 1964, с. 34-36.
2.Ананьев Л. М. и др. Иереносной малогабаритный бетатрон ПМБ-3. ГОСИНТИ, 2-64-624/14.
