Электромагнит бетатрона Советский патент 1984 года по МПК H05H11/00 

Изобретение относится к области ускорительной техники, в частности к индукционным ускорителям электронов -- бетатронам.

Известны электромагниты бетатронов, содержащие обратный магниторровод, полюсные наконечники, формирующие аксиально-симметричное управляющее поле, блок центральных вкладышей, намагничивающие катушки Си.

В таком электромагните фокусирующие силы сравнительно малы, что приводит к большой амплитуде колебаний частиц, величина которой пропорциональна радиусу или энергии ускорителя. Следовательно, для увеличения энергии ускоренных электронов или мощности дозы излучения необходимо увеличивать его массогабаритные и стоимостные характеристики .

Указанные недостатки частично устранены в электромагните с азимутальной вариацией управляющего пол

Наиболее близким техническим решением является электромагнит бетатрона, содержащий обратный магниТопровод, выполненный в виде стоек, объединенных с обеих сторон ярмами, размещенные внутри обратного магнитопровода полюса, содержащие основные гребни и центральные сердечники, образующие рабочий зазор С2,

Фокусирующие свойства данного электромагнита в радиальном и верт 1кальном направлениях характеризуются частотами бетатронных колебаний, которые приближенно определяюся как

-V

) .

где п показатель спада среднег поля по радиусу;

глубина вариации азимутально-периодическогоуправляющего поля. Увеличение вертикальных фокусирущих сил за счет глубины вариации в известном электромагните позволило на 30% уменьшить объем рабочего зазра, оставив при. этом область действия фокусирующих сил такой же, как и в бетатроне с аксиально симметричным управляющим полем.

Недостатком данной конструкции электромагнита является сравнительно невысокая выходная мощность, объясняющаяся малой азимутальной протяженностью безжелеэных промежутков, заключенных между двумя соседними гребнями одного полюса.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение выходной мощности бетатрона при сохранении габаритов устройства.

Поставленная цель достигается тeм что в известном электромагните бетатрона, содержащем обратный магнитопровод, выполненный в виде стоек, объединенных с обеих сторон ярмами, размещенные внутри обратного магнитопровода полюса, содержащие основные гребни и центральные сердечники, образующие рабочий зазор, между каждой парой основных гребней на расстоянии не менее 1,5 величины рабочего зазора от их поверхности размещен дополнительный гребень, один конец которого укреплен на стойке обратного магнитопровода.

На фиг,1 показан раэрез А-А на фиг.2; на фиг.2 - конструкция электромагнита.

Он содержит обратный магнитопровод 1, состоящий иэ стоек 2 и объединяющих их ярм 3, два полюса 4, образующих рабочий зазор 5, состоящий из центрального сердечника б, основных гребней 7, намагничивающие катушки 8. Между каждой парой основных гребней 7 на расстоянии не 1,5 величины рабочего зазора 5 от их поверхности размещен дополнительный гребень 9, один конец которого укреплен на стойке 2. Дополнительные гребни 9 отделены от основных гребней 7 воздушным зазором 10, так что дополнительные гребни полюсов образуют между собой

в вертикальном направлении рабочий заэор 11. В вертикальном направлении от медианной плоскости электромагнит имеет воздушный заэор 12 для выравнивания магнитных потоков

Работа устройства заключается в следующем.

При подключении к сети в обратном магнитопроводе 1, состоящем из стоек 2 и объединяющих их ярм 3, и двух полюсов 4, состоящих иэ центрального сердечника б и выходящих из него гребней 7, и дополнительных гребней 9, выполненных за одно целое со стойками 2, посредством намагничивающих катушек 8 формируется ускоряющее и управляющее электромагнитное поле таким образом, чтобы средняя по азимуту напряженность магнитного поля на равновесной орбите 13 радиусом была бы в два раза меньше, чем средняя напряженность магнитного поля внутри равновесной орбиты. Сгусток электронов , инжектированный в рабочие зазоры 5 и 11, захватывается в ускорение и движется по равновесной орбите 13.

В рабочем зазоре 5 по вертикали между гребнями 7 силовые линии изгибаются внутрь, образуя нарастающее по радиусу магнитное поле с показателем спада . Электроны,

ЭЛЕКТРОМАГНИТ БЕТАТРОНА, содержащий обратный магнитопровод, выполненный в виде стоек, объединенных с обеих сторон ярмами, -размещенные внутри обратного магнитопровода полюса,- содержащие основные гребни и центральные сердечники, образующие рабочий зазор, о-тличающийся тем, что, с целью увеличения выходной мспцноСти при сохранении габаритов бетатрона, между каждой парой основных гребней на расстоянии не менее 1,5 величины рабочего зазора от их поверхности размещен дополнительный гребень, один конец которого укреплен на стойке обратного магнитопровода. (О с