Ускоритель электронов прямого действич Советский патент 1982 года по МПК H05H5/00 

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано для получения сильноточных пучков микросекупдной длительности.

Известно устройство, содержащее ипдуктивный накопитель и располоясенпые внутри него и соосно с лпм катод и анод

1.

В известном устройстве магнитное поле индуктивного накопителя одновременно Е1ыполняет функции фокусирующего пучок магнитного поля.

Недостатком известного устройства является ограниченная длительность импульса тока электронного пучка, что обусловлено замыканием зазора анод-катод катодной плазмой.

Известен ускоритель электронов прямого действия, содержащий индуктивный накопитель, выполненный в виде соленоида с выводами на торцах, к которым подключены соосно расположенные и размещенные внутрн соленоида взр|ътвоэмиссионный катод и цилиндрический анод 2.

В известном устройстве обмотка - соленоида выполнена с равномерным распределением витков по его длине. Для увеличения длительности импульса тока пучка анод выполнен в виде пустотелого цилиндра, в полости которого расположен дополннтельный фокусирующий соленоид. Фокусирующий соленоид обеспечивает создание неоднородного и увеличивающегося в направлении от катода к аноду магнитного 5 поля, за счет чего увеличивается длительность импульса электронного тока.

Недостатком известного устройства являются его большие габариты, что связано с установкой в нем дополнительного соле10 ноида.

Цель изобретения - уменьщение габаритов устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в ускорителе электронов прямого действия,

115 содержащем индуктивный накопитель, выполпепный в виде соленоида с Е|ыводами на торцах, к которым подключены соосно расположенные и размещенные внутри соленоида взрывоэмиссионный катод и цилиндрический анод, соленоид выполпеп с увеличивающимся количеством витков на единицу длины в направлении от торца с выводом, подключенг,мм к катоду, к торцу с выводом, подключенным к аноду.

25 На фиг. 1 дана схема устройства; па фиг. 2 - зависимость напряжения U от координаты X вдоль оси соленоида на его длине /, причем кривая а соответствует прототипу, а кривая б - изобретению.

30 Устройство содержит индуктивный накопитель 1 с выводами 2 и 3, расположенными на торцах, к которым подключены соответственно катод со взрывной эмиссией 4 и цилиндрический анод 5.

Зависимость числа витков в соленоиде от продольной координат)з1 X в одном из частных случаев может быть определена по формуле

Г а(1+х2),

где W - количество витков на расстоянии X от вывода, соединенного с катодом; а - постоянный коэффициент; X - текущая координата, причем O AsS/, где / - длина соленоида.

Устройство работает следующим образом.

При запитывании индуктивного накопителя от источника тока и дальнейшем прерывании тока, в соответствии с законом электромагнитной индукции на его выводах 2 и 3 появляется ЭДС, пропорциональная квадрату числа витков и скорости изменения тока.

Поэтому в случае, когда количество витков в соленоиде будет изменяться по его длине по линейному закону, как это было в прототипе, распределение напряжения по длине будет существенно нелинейным и иметь приблизительно квадратичную зависимость от длины (на фиг. 2, кривая а). Так как большая часть напряжения сосредоточена на последних витках, приходится значительно усиливать изоляцию, что ведет к увеличению поцеречн|ых и продольных размеров устройства. Поэтому, изменяя количество витков на единицу длины вдоль соленоида, можно получить иное, например линейное распределение напряжения (фиг. 2, кривая б).

Такое распределение получается при зависимости числа витков от длины, задаваемой выше приведенной расчетной формулой.

5 Равномерное распределение электрического ноля облегчает высоковольтную изоляцию, что сокращает габариты ускорителя, одновременное создание нарастающего от катода к аноду магнитного поля, как и

0 в прототипе, увеличивает длительность импульса тока. При этом, в отличие от прототипа, отпадает необходимость в установке дополнительного соленоида, что также сокращает габариты.

Формула изобретения

Ускоритель электронов прямого действия, содержащий индуктивный накопитель,

0 выполненный в виде соленоида с Е|з водами на торцах, к которым подключены соосно расположенные и размещенные внутри соленоида взрывоэмиссионный катод и цилиндрический анод, отличающийс.ч

5 тем, что, с целью уменьшения габаритов устройства, соленоид выполнен с увеличивающимся количеством витков на единицу длины в направлении от торца с Е|УВОДОМ, подключенным к катоду, к торцу с выво0 дом, подключенным к аноду.

Источники информации, принятые во вннманне при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 307743, кл. Н 05 Н 5/00, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 485699, кл. Н 05 Н 5/00, 1974 (прототип).