Импульсный ускоритель заряженных частиц Советский патент 1982 года по МПК H05H5/00 

Он содержит вакуумную камеру 1, высоковольтный ввод 2, импульсный источник напряжения 3, электроды вспомогательного диода 4, сопротивлсине 5, шунтирующий изолятор 6.

Ускоритель работает следующим образом.

При нодаче импульса напряжения между вводом 2 и камерой 1 через зазор вспомогательного диода 4 и сопротивление 5 начинает протекать ток. Вначале большая часть напряжения выделяется на зазоре диода 4, затем по мере заполнения его образующейся при протекании тока плазмы ток увеличивается, напряжение на диоде 4 уменьщается, а на сопротивлении 5 увеличивается. Рост напряжения приводит к пробою по поверхности сопротивления и полному замыканию источника 3. Для увеличения срока службы сопротивления 5 оно может быть шунтировано изолятором 6, чтобы пробой происходил по его поверхности. Длительность импульса регулируют, изменяя зазор d между электродами диода

4.Скорость закоротки вспомогательного диода плазмой зависит от конфигурации электродов диода 4, величины приложенного напряжения и величины сопротивления 5. Для оценок можно считать ее равной - 2- 10 см/с при средней напряженности электрического поля в зазоре - 150 кВ/см. Длину / пробиваемой поверхности сопротивления 5 или изолятора 6 выбирают так, чтобы напряженность на ней составляла 50-100 кВ/см при замкнутых электродах

5.Эти напряженности в 5-10 раз выще напряженности на вакуумной поверхности изолятора высоковольтного ввода 2 ускорителя, что позволяет разместить вспомогательный диод 4 и сопротивление 5 в вакуумной камере 1 ускорителя, не увеличивая специально ее размеров.

Поэтому же предлагаемая цепочка из диода и сопротивления не имеет смысла как самостоятельный управляемый разрядник, а только как элемент сильноточного ускорителя заряженных частиц микросекундно.го диапазона, имеющего вакуумную камеру и высоковольтный ввод.

Предлагаемая схема позволяет без существенного усложнения ускорителя регулировать длительность ускоряющего напряжения и при достаточно большом диапазоне изменения его величины. Практически исключена возможность случайного несрабатывания закоротки, так как начавШ.ИЙСЯ процесс заполнения вспомогательного диода плазмой не может прекратиться, пока на нем есть напряжение. Это особенно важно, если напряжение существенно уменьщается за время импульса.

Формула изобретения

1.Импульсный ускоритель заряженных частиц, содержащий импульсный источник

напряжения, вакуумную камеру и высоковольтный ввод, отличающийся тем, что, с целью повын1ения надежности управления длительностью импульса в больщом

диапазоне ускоряющих напряжений, в вакуумной камере расположены последовательно соединенные сопротивление и вспомогательный диод со взрывной эмиссией электронов, подключенные к источнику через высоковольтный ввод.

2.Ускоритель по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что сопротивление щунтировано диэлектрической поверхностью, длина которой удовлетворяет условию Uil 50- 100 кВ/см, где и - величина ускоряющего напряжения, кВ; / - длина, см.