Устройство вывода пучка ускоренныхчАСТиц Советский патент 1981 года по МПК H05H5/02 

(54) УСТРОЙСТВО ВЫВОДА ПУЧКА УСКОРЕННЫХ ЧАСТИЦ

1

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано в ускорителях электронов для прикладных целей.

Известны устройства вывода пучка ускоренных частиц в атмосферу в различного рода ускорителях, которые чаще всего являются ускорителями электронов 1.

Известно также устройство, содержащее выпускное окно и электромагниты продольной и поперечной развертки пучка 2.

Недостатком данного выводного устройства является то, что при аварийном выключении общей сети питания ускорителя ток в обмотках электромагнитов развертки исчезает, и пучок, продолжающий существовать некоторое время, оказывается неподвижным и сосредоточенным на малом участке выпускного окна, в результате чего фольга выпускного окна разрущается, а сам ускоритель выходит из строя по крайней мере, на несколько часов, необходимых для замены фольги и восстановления вакуума. Факт существования пучка после отключения ускорителя от сети питания объясняется тепловой инерцией накаленного катода источника электронов и наличием ускоряющего напряжения в течение некоторого промежутка времени после отключения, определяемого собственной емкостью источника ускоряющего напряжения и сопротивлением нагрузки. Исчезновение тока в обмотках электромагнитов развертки может произойти также при выходе из строя источника их питания или при обрыве в цепи обмоток.

Цель изобретения - защита фольги выпускного окна от разрущения пучком частиц при исчезновении тока в обмотках электромагнитов развертки.

Указанная цель достигается введением в устройство, по крайней мере, постоянного магнита с компенсационной обмоткой, причем постоянные магниты могут быть расположены в зазоре электромагнита поперечной развертки пучка, а их компенсационные обмотки - на магнитопроводе этого электромагнита.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, вариант с одним постоянным магнитом с компенсационной обмоткой, расположенным на электропроводе соосно с электромагнитами развертки; на фиг. 2 - то же, вариант с двумя постоянными магнитами, расположенными в зазорах электромагнита развертки пучка.

Устройство содержит выпускное окпо1, электромагнит 2 поперечной развертки, электромагнит 3 продольной развертки, постоянный магнит 4 и компенсационную обмотку 5.

Устройство работает следующим образом В нормальном режиме работы ускорителя, когда электромагниты развертки пучка генерируют переменные магнитные поля, по компенсационной обмотке 5 постоянного магнита 4 (фиг. 1) протекает постоянный ток такой величины и такого направления, что поле постоянного магнита, в зазоре которого расположен электропровод (ионопровод) полностью скомпенсировано током обмотки и не оказывает заметного воздействия на пучок частиц. В аварийном режиме, когда ускоритель внезапно отключается от сети питания, или по какой-либо причине исчезает ток в обмотках электромагнитов 2 и 3 развертки,ток в компенсационной обмотке 5 исчезает, и поле постоянного магнита отклоняет пучок частиц таким образом, чтобы последний не попадал на фольгу выпускного окна. Исчезновение тока компенсационной обмотки в аварийном режиме легко обеспечивается либо подключением выпрямителя для этой обмотки (не показан) к тому же источнику переменного напряжеПИЯ, к которому подключены электромагниты развертки пучка, либо с помощью конт.актного реле тока (не показаны), катушки которых включены в цепь переменного тока обмоток электромагнитов развертки. Таким образом, при возникновении аварийной ситуации указанного типа пучок частиц автоматически выводится из соприкосновения с фольгой, и поставленная цель - защита фольги от разрушения пучком, оказывается достигнутой.

Устройство, изображенное на фиг. 2, работает аналогично и отличается только тем, что два постоянных магнита 4 расположены в зазорах магнитопровода электромагнита 2 поперечной развертки пучка, а компенсационные обмотки 5 этих магнитов расположены на двух половинах этого магнитопровода. При исчезновении тока в компенсационных обмотках в рабочем зазоре магнитопровода возникает постоянное магнитное поле, отклоняющее пучок. Данное устройство не увеличивает общую длину электронопровода за счет введения постоянных магнитов. Постоянные магниты с таким же эффектом могут быть введены и в электромагнит продольной развертки пучка, однако в этом случае эти магниты должны быть существенно более сильными, что практически менее удобно.

Применение предлагаемого устройства повышает надежность ускорителя, увеличивает срок его службы за счет сокращения затрат времени на восстановление работоспособности ускорителя при разрушении фольги окна пучком частиц, составляющего в среднем 6 ч при каждой смене фольги, и дает значительный экономический эффект при работе ускорителя в промышленных условиях с конвейерной обработкой облучаемых материалов.

Формула изобретения

. Устройство вывода пучка ускоренных частиц, содержащее выпускное окно и электромагниты поперечной и продольной развертки пучка, отличающееся тем, что, с целью защиты фольги выпускного окна от разрушения пучком частиц при изсчезновении тока в обмотках электромагнитов развертки, в него введен, по крайней мере, один постояннный магнит с компенсационной обмоткой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Промышленные ускорители серии «Электрон для радиационной химии. Препринт НИИЭФА КоЦ-0198.