Магнитопровод

О П И С А Н И Е 2 О 2364ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Саеетских Социалистических Республик,1966 (Мо 1090814/26-25) с присоединением заявки Ма Приори 1 П Комитет по делам забретеиий и открытийОпубликовано 14 ЛХ.1967. Бюллетень МДата опубликования описания 7,ХП.1967 УДК 621.384.6(088,8) ри Совете Министра СССРАвторыизобретен наньев, В, И. Кудрявченко и В. Л, Чахлов Заявител мский политехнический институ МАГН И ТО П РО ВО В существующих бетатронах полюсы магнитопровода делаются с равномерным коэффициентом заполнения сталью (полюсы, изготовленные из пластин стали, уложенных по эвольвенте), или возрастающим по радиусу (полюсы, изготовленные из радиально расположенных пластин стали различной длины). Неравномерность загрузки стали полюса магнитным потоком велика, Средняя величина индукции в стали полюса значительно меньше, чем ипдукция в центре его, поэтому сталь полюса используется нерационально. Для уменьшения веса полюсов радиус полюсного сердечника делают меньше радиуса профилированной поверхности полюса, так назыгасмые полюсы с выступами.Если в полюсах без выступов радиальная фазовая неоднородность мала, то в полюсах с выступами она значительно больше. Наличие большой радиальной фазовой неоднородности вызывает изменение показателя спадания управляющего магнитного поля в рабочехт зазоре, что приводит к сокращению области фокусирующих сил в рабочем зазоре и снижению возможного числа ускоренных электронов.Предлагаемый магнитопровод бетатрона отличается от известных тем, что пакеты выполнены в виде секторов с переменным коэффициентом заполнения сечения сталью таким образом, что в каждом из них образована полость для размещения хладагента. Коэффициент заполнения сечения сталью максимален в центральной части полюса, ограничен ной радиусом центральных вкладышей, и внаружном кольце полюса, ширина которого определена потоком рассеивания, а между этими ооластями определяется законом спадания управляющего магнитного поля. Это 10 позволяет уменьшить радиальную фазовуюнеоднородность в рабочем зазоре магнитопровода, уменьшить его вес и повысить эффективность охлаждения и компенсации сокращения радиуса равноьесной орбиты, 15 На фиг. 1 схематически показан магнитопровод бетатрона; на фиг. 2 - зависимость изменения коэффициента заполнения полюса сталью по радиусу; на фиг. 3 - схематически изображен сектор магнитопровода.20 Полюсы магнитопровода выполнены безвыступов, т. е. радиус полюсного сердечника равен радиусу профилированной поверхности полюса. Увеличение значения индукции в стали полюса в области под ускорительной ка мерой по сравненшо со значением индукциив центральной части полоса, которое необходимо для компенсации сокращения радиуса равновесной орбиты, вызываемого насыщением центральной части, обеспечивается тем, 30 что коэффициент заполнения сталью сечения+ г41 г(1 лтл - ) 0,56 ооФн 30 Вг",4 1 г (1 - 1 + тл 2)где В - индукция, принятая в стали полюса;заполняется сталью с максимальным коэффициентом заполнения данного сечения кольца,ограниченного радиусом гн и г.Переменный коэффициент заполнения сечения полюса магнитопровода сталью довольно близок к требуемому и обеспечивается конструкция магнитопровода (фиг. 2), собранного из профилированных пластин сталиразличной длины. Магнитопровод собираетсяиз секоро, ооразованцых астиами сталиразличной длины, Общее количество пластин 45сектора равно: У= - " - 1,отогде г, - радиус центрального отверстия. 50Каждая пластина сектора из первых -- 1 штук имеет размеры, уменьшаюотощиеся на величину равну 1 о г, одна отцоси/ г, готельно другой. Следующиеготв готв / 3полюса в.круге радиуса г, (фиг. 1) делают максимальйь 1 м, а,.начиная с г уменьшается по закону;, 4 "ф:л 2 - л ()2 - лК(-г) -2 тг (1 - и -; л 2) (2 г - Ь г) . г где К(г) - коэффициент заполнения сталью кольца полюса на радиусе г, шириной Л; ", = вв отношен радиуса равновесной орбиготы г, к радиусу центральных вкладышей г, К, - средний коэффициент заполнения центральной части полюса сталью в круге радиуса г; и - показатель скорости спадания магнитного поля по радиусу.15Через сечение полюса проходит не только магнитный поток, ограниченный профилированной частью полюсного наконечника, но и магнитный поток рассеяния, который равен:20Ф = 056 -фнфгогде бо - воздушный зазор на радиусе равновесной орбиты.Для обеспечения прохождения потока рассеяния через сечение полюса периферийная часть полюса, начиная с радиуса, равного пластины имеют одинаковый размер равный (г - г,), а остальные "1 пластиготвНЫ ИМЕЮТ РаЗМЕРЫ, УМЕНЬШаЮЩИЕСЯ На Готв одна относительно другой.На фиг. 2 пунктирная кривая показывает изменение коэффициента заполнения полюса сталью по радиусу для данной конструкции магцитопровода,Образовавшиеся в теле полюса отверстия увеличивают поверхность охлаждения и при принудительном охлаждении позволяют значительно повысить эффективность охлаждения.Радиально-решетчатая структура и профилированная поверхность полюса создают азимутальную модуляцию управляющего магнитного поля. Однако при большом количестве секторов, образующих магнитопровод, величина зазора между полюсами значительно больше воздушного зазора между пластинами соседних секторов, Поэтому глубина модуляции магнитного поля по азимуту оказызается цезна ительной и резко спадает по мере удаления от поверхности профилированцой поверхности полюса так, что на расстоянии от поверхности полюса, примерно равном толщине степки ускорительной камеры, практически не ощущается.Описанную конструкцию магнитопровода рекомендуется применять для малых бета- тронов, например для переносных с энергией до 3 Л 1 эв предназначенных для гамма-дефек тоскопии.Предмет изобретенияМагнитопровод с рабочим зазором, образо. ванным профилирова иными поверхностями полюсов, выполненных из отдельных пластин, собрацць 1 х в пакеты, от.гичающийся тем, что, с целью с 1 ижеция веса и улучшения охлаждения магцитопровода, пакеты выполнены в виде секторов с переменным коэффициентом заполнения сечения сталью таким образом, что в каждом из цих ооразована полость, служагцая для размещения хладагента; коэффициент зяполце 1 ия сечения сталью максимален в центральной части полюса, ограниченной радиусом, центральных вкладышей, и в нару.ином кольце полюса, ширина которого определена потоком рассеивания, а между этими областями определяется законом спадания управляющего магнитного поля,