Многолучевой инжектор Советский патент 1985 года по МПК H05H5/00 

ф со 19 Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при разработке ускорителей с высокой интенсивностью пучка, Иэвест1ю устройство м , содержащее змнттирующие ячейки, раз1-.ещеннь1е на общем металлическом основании, жестко закрепленном на д,иликдрическо держателе. В известном устройстве эмиттируюшие .ячейки образовань углублениями в основании, заполненными эмиттируюп им веодеством, которое при нагреве вмест с основанием за термоэлектронно эмиссии формирует множество отдел.ьнь электронных лучей. Недостатком известного устройства является малая надежность вследствие значительгюй тепловой деформации основания и запыленности его неэмиттиРУЮ1ЦИХ частей э шттиpyюl шм материалом, что нарушает ctpyKrypy многолучевого потока. Прототипом данного изобретения яв ляется многолучевой инжектор , со держаЕций закрепленньде на осмо-ванИ1 подогревные катодные модули с термоэмиссионньми кггтодами, и расположенные со стороны термоэмиссион;;ых . ускоряющие злектродь, Б которых ; ::1П:лг;неиь соосные с термо-эмиссиони);ми катод.ами отверстия для тфохода пучков. В известя ом устройстве эмиссия электронов U осногцом осуществляется из множества отдель ;ь Х термоэмнссионных катодов, яа счет чего формируется многолу 1евой электронный поток. Однако, при работе в течение длительного периода вре;--)ени нроисходит запььчение незмиттнруюкуо: поверхностей основания катода эми1 тирующим веществом, Поскольку температуга осконаиия, на котором закреплень; :г--1яттирую1Н,ие катоды, близка к температуре этих кг годов 5 то заряженные част1щы начинают эмигтирсватьсяс поверхностей, прилежаЕцих к :)митт5-1рую1дим катсхдам, и пэнадать на ускоряклцие электр-оды. Это наруиает электронно-оптические характеристики катода н пригогщт к электрргческому пробою, т.е. к снижению адежности инжектора. Кроме того в ускорителях с большим током тре буемые мои ности для накала и управле ния составляют десятки кВт, что може трияегти к перегреву, деформации и 2 выходу из строя прилежащих к катоду элементов конструкции. В известном устройстве количество эмиттирующих поверхностей ячеек может превышать несколько тысяч, а поскольку они размещаются на общем основании, масса основания может быть значительной, что удлиняет период ввода устройства в рабочий режим. Перечисленные особенности конструкции в целом снижают надежность устройства, что и является его недостатком. (елью изобретения является повышение надежности путем уменьшения тока утечки на ускоряющие электроды и уменьшения тешюпри i ока от катодных модулей к основанию. Цель достр;гается геМ; что в многолучевом инжекторе, содержащем закрепленные на общем основании подогревные катодные модули с теплоэмиссионными катодами, и расположенHbie со стороны теплоэмиссионньгх като- д,от5 ускоряющие электроды, в которых выполнены соосные с термоэмиссионны iи катодами отверстия для прохода 1гучков, введены охлаждаемьш тепловой экран, гибкие металлические теплопроводы, и термостойкие изоляторы с металлическими манжетами, при этом те1ловой экран установлен с противоположной ускоряющем электродам сторо.чы основания, теплопроводы соединяют ге:;,1опой экран с расположенным между катодн5,гг-г. ;-;од,улями участками основания, а катодные модули закреплены на основании через термостойкие изолято ры с мета.тглическимн манжетами. На фиг.1 дана общая схема устройства; на фиг.2 - подогревной катодный модуль. Многолучевой инжектор содер:кит многоячеистый катод 1 и систему электродов 2, я которых соосно с модулями 3 вьпюлнены отверстия 4,, образующие единые каналы 5 для отдельных электронных пучков, распространяющихся fio траекториям -i. Модули 3 закреплены на обще;ч ociso.jaHHH 7 через )дилиндр 1ческие корпуса 8 тепло- и электроизолированиь е от корпусов 9 модулей и :)ммттируюии- х таблеток 10 с помощью изоляторов 11. С тыльной стороны основания 7 размещен экран 12 выполненный из высокотеплопроводного материала, например меди, и oxлaJiщae вalй но периферии по каналам 13. Все эле- 39 менты ускоряющей системы и катода размещены в вакуумгерметичном метал лическом корпусе 14, по периферии к торого размещена магнитная системы 15, предназначенная для формировани электронного потока, его фокусировки и провода в исследуемый объем. Экра 12 соединен с общим основанием чере теплопроводы 16 с малой жесткостью и выполненные из высокотеплопроводного материала, например,меди. Многолучевой инжектор работает следующим образом. При включении внешнего источника питания (не показан) происходит разогрев змиттирующих таблеток 10, изолированных от общего охлаждаемого основания до рабочих температур 1500-2000 С. На злектроды 2 подается высокое напряжение. Поток электронов ускоряясь под действием электрического поля в каналах 5, набирает кинетическую энергию, соответствующую разности потенциалов на электродах 2, и на выходе из отверстий последнего электрода образуют единый, сфор мированный и сфокусированный с помощью магнитной системы 15, электронный поток, который вьюодится в исследуемый объем. Экран 12, выполненный, например, из меди, охлаждается по каналам 13 и по теплопроводам 16 отсасывает теп ло от общего основания 7, снижая 7 его температуру до нужных пределов (менее 700с) , соответствующим образом распределяя поле температур по основанию 7, на котором закреплены модули 3. Тогда, даже в случае запыления поверхностей, прилежащ1-гх к эмиттирутощим поверхностям и обращеных в сторону электрического поля, эмиссия с них отсутствует, ввиду их низкой температуры, а коробление основания минимально вследствие либо равномерного распределения поля температур по основанию, либо создания положительного градиента температур от центра основания к периферии, что исключает изменение электронно-оптических характеристик катода и уменьшает вероятность электрического пробоя между электродами. Кроме того, снижение температуры ближайших к эмиттирующей поверхности ускоряющих электродов также повышает надежност инжектора. Изоляция основания 7 от разогретых -частей эклттируюп ей таблетки 10 обеспечивает более быстрый разогрев эмиттирующей поверхности по сравнению со временем разогрева эмиттирующей, поверхности в прототипе. У.казанные особенности конструкции и режима работы данного устройства повьшают его надежность по сравнению с прототипом.

МНОГОЛУЧЕВОЙ ИНЖЕКТОР, содержаащй закрепленные на общем основании подогревные катодные модули с термоэмиссионными катодами, и расположенные со стороны термоэмиссионных катодов ускоряющие электроды, в которых вьтолнены соосные с термоэмиссионными катодами отверстия для прохода пучков, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности устройства путем уменьшения тока утечки на ускоряющие электроды, и уменьшения теплопритока от катодных модулей к основанию, в устройство введены охлаждаемый тепловой экран, гибкие металлические теплопроводы, и термостойкие изоляторы с металлическими манжетами, при этом тепловой экран установлен с противоположной ускоряющим электродам стороны основания, теплопроводы соединяют тепловой экран с расположенными между катод- « ными модулями участками основания, (Л а катодные модули закреплены на основании через термостойкие изоляторы с металлическими манжетами.