Высокочастотный ускоритель электронов

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при разработке малогабаритных ускорителей заряженных частиц,Цель изобретения - повышение 5энергии электронов и надежности работы ускорителя при сохранении габаритов и веса путем сокращения поперечных размеров элемента связии повышения электрической прочности . 10емкостного промежутка в элементесвязи, а также повьппения собственнойчастоты паразитного контура, образованного элементами генераторнойлампы. 15На фиг. 1 изображен вариант ускорителя с прямолинейным внутреннимэлектродом, на фиг, 2 - со спиральным внутренним электродом,Ускоритель содержит электронную 20пушку 1, мишень 2, внутренний электрод вакуумного коаксиального четверФьволнового резонатора 3, внешнийэлектрод вакуумного коаксиальногочетвертьволнового резонатора 4, эле"мент связи лампы с резонатором 5высоковольтный изолятор б, дроссель 7, генераторную лампу 8, корпус 9, дроссель 10, элемент обратнойсвязи 11. Во втором варианте прямо- З 0линейный электрод 3 заменен на спиральный 12.Устройство работает следующим образом,Откачивают, обезгаживают и отпаи- З 5вают резонатор. Через дроссель 10включают ток накала катода, а черездроссель 7 - напряжение питания ано"да генераторной лампы 8. При этомвозбуждается автогенератор, и на 40емкостном зазоре резонатора возни: -кает напряжение высокой частоты.Включают электронную пушку 1. Пучокэлектронов ускоряется в емкостномзазоре резонатора, попадает на мишень 2, рентгеновское излучение скоторой направляют на исследуемыйобъект.В заявляемом устройстве форма,расположение и ориентация элемента 50связи лампы с резонатором не меняетпо сравнению с прототипом емкостного характера самой связи. Однаков этом случае необходимая величинаемкости. связи набирается в основном 55между боковой стенкой стакана элемента связи лампы с резонаторомпомещенного в вакуумный объем резонатора и внешним электродом резонатора, что, в силу высокойэлектричесркой прочности вакуумного промежутка, позволяет значительно сократить габариты самого элемента связи, увеличив при этом его емкость. Кро. - ме того, обращение поверхности дна стакана в сторону анода генераторной лампы повышает собственную частоту паразитного контура, образованного распределенными параметрами анода генераторной лампы, элемента связи лампы с резонатором и корпусом генератора. Таким образом совокупность перечисленных факторов обеспечивает повышение надежности и предельной энергии ускорителя при очевидном упрощении его конструкции.Поскольку продольные габариты ускорителя определяются в основном продольными размерами резонатора и генераторной лампы, а поперечные - габаритами элемента связи, то предложенные форма, расположение и ориентация последнего обеспечивают и одновременное уменьшение габаритов ускорителя в целом. Расчеты и конструкторские проработки показывают, что заявляемое устройство, выполненное в габаритах и весе прототипа, обладает по крайней мере в 2 раза большей предельной энергией и по сравнению с прототипом обладает более простой конструкцией, что обусловлено отсутствием дополнитецьной высоковольтной изоляции. При этом собственная частота упомянутого паразитного контура в 1,5 раза вышее, чем в прототипе, что указывает на его большую надежность.Широко известным приемом сокращения пРодольного размера резонатора является выполнение его внутреннего электрода в форме спирали. В данной конструкции ускорителя этот прием также позволяет получить дополнительные преимущества: дополнительно снизить вес и повысить надежность ускорителя. Действительно, величина емкости элемента связи лампы четвертьволновым коаксиальным резонатором может быть определена из выражениягде Ь - коэффициент трансформации анодного напряжения лампыСоставитель В.КраснопольскииПисьман Техред Н. Бонкало Корректор И.М Редак з 1631/5 Подписета СССРытийаб., д. 4 Тираж 765 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушскм т я ПП "Па фили в ускоряющее напряжение резонатора;а 3 - частота резонатора;ц - волновое сопротивление резонатора.Выражение (1) можно получить, например, так: напряжение и ток в их пучностях связаны по определению соотношением О1Ь 4 (2), записав выражение для напряжения на электроде связи лампы с резонатором какеаХ(2) и (3) в формулу, определяющую 1186063 4коэффициент трансформации:1 тахф приходим к выражению (1).Из выражения (1) следует, что при5 постоянных н и и) емкость С уменьшается с ростом И ,Следовательно, выполнение внутреннего электрода резонатора в форме спирали снижает величину С ; что10 приводит к сокращению габаритов ивеса элемента связи лампы с резонатором и ускорителя в целом и дополнительно повышает его надежность, т.е.устойчивость работы на частоте ре- зонатора г. Ужгород, ул. Проектная