Сверхпроводящий резонатор

О П И С А Н И Е 289467ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик( 123870226-9) Зависимое от авт.Заявлено 12.7,1968с присоединением зПриоритетОпубликовано 08,ХДата опубликовани явки Ле ПК Н 01 р 7106 Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР(088.8) 1,1970. Бюллетень М 1за 1971 я описан я 26.1.1971 Авторизобретени Водопьянов Заявите ВЕРХПРОВОДЯ ЩИ Й РЕЗОНАТОР Известны сверхпроводящие резонаторы синхротронов и синхрофазотронов, стенки которых покрыты сверхпроводящим материалом - свинцом или ниобием. Настроечный илунжер таких резонаторов, перемещаемый электромагнитом в кольцевом зазоре внутренней стенки резонатора, не охлаждается и поэтому вносит заметные потери в резонатор.Описываемый резонатор отличается от известных тем, что его плункер соединен металлической мембраной со стенками гелиевого дьюара, причем поверхности плунжера и мембраны покрыты сверхпроводящим материалом.Изобретение поясняется чертежом.Цилиндрический резонатор 1 выполнен для уменьшения теплоем кости пз нержавеющей стали. Его внутрешше стенки покрыты гальваническим способом медью и затем свинцом или ниобием. Резонатор окружен гелиевой ванной 2, которая через вакуумный зазор окружена, в свою очередь, азотной ванной 4. Плункер 5 для уменьшения веса и увеличения прочности также выполнен из нержавеющей стали (или дюралюминия), покрыт гальваническим способом медью и свинцом или ниобием. Он соединен с гелиевой ванной мембраной б, выполненной из мягкой меди, покрытой свинцом илп ниобием. При температуре жидкого гелия плунжер б и мембрана б представляют собой сверхпроводники, так чтоемкость плунжера относительно стенок резонатора имеет добротность, свойственнуюсверхпроводящему резонатору ( - 10 на чь5 стотах 200 Мгц). Мембрана б выполняетфункции теплового моста между подвижнымплунжером и гслиевой ванной. Ее упругостьдолжна быть предельно малой для того, чтобы частота механического резонанса массы10 плунжера с этой упругостью была по возможности низкой,С помощью теплоизолирующей трубки 7плункер л:реплен на конической тр бке 8(выполненной из дюралюминия или нержа 15 веющей стали), на конце которой намотанакатушка 9 привода электродинамического типа. Магнит 10 привода может быть либопостоянным магнитом, либо иметь намагничивающую катушку 11. Током. проходящим по20 виткам катушки 9, она перемещается в горизонтальном направлении, вызывая соответствующие перемещения плунжера и модуляцшо частоты настройки резонатора. Мембрана 12 фиксирует осевое положение катушки,25 Ее упругость может быть выбрана большойдля обеспечения максимальной частоты механического резонанса мембраны и плунжера,Однако предпочтительно выбрать упругостьмембраны 12 минимальной для обеспеченияЗО очень низкой частоты настройки, Б этом слу25 30 35 чяе частотная характеристика (после резонанса) ца рабочих частотах будет падающей обратно пропорционально частоте. Для обеспечения равномерной характеристики может быть применена отрицательная обратная связь по датчику положения катушки. Датчик может быть выполнен, например, в виде пластины конденсатора, укрепленной на катушке цлц трубке 8, При включении этого конденсатора в цепь частотного дискриминатора на вспомогательной частоте может быть получен сигнал, характеризующий отклонение плунжера от заданного положения. При подаче выходного напряжения дискриминатора на вход усилителя, питающего катушку управляющим током, образуется цепь обратной связи, выравнивающая частотную характеристику от нулевой частоты до некоторой максимальной, определяемой параметрами колебательной цепи и постоянными (времени усилителя).Изображенная на чертеже система предлагается для применения в качестве ускоряющего резонатора синхрофазотрона. Внутренняя полость здесь является частью вакуумной камеры ускорителя, по которой проходит пучок ускоряемых частиц. Азотный экран распространен вправо и влево для предотвращения попадания тепла извне на стенки резонатора, имеющие температуру - 4 К и тем самым для уменьшения расхода гелия. Подводы к гелиевой и азотной ваннам (на чертеже не показаны) выполняются обычным способом.Резонатор подстраивается под частоту последнего изменением тока в катушке 9 обычцым способом с помощью фазового дискриминатора. При быстрой перестройке конечная полоса пропускация частот канала авто:одстройки вызывает ошибку - частота ця тройки смещается относительно частоты входного сигнала. Это приводит к такой нагрузке выходного каскада высокочастотного усилителя, при которой эффективная добротность резонатора понижается. Величина последней равна Йс (2) , Где Йс - максимальная круГО- вая частота канала управления частотой резонатора, 1 - частота его настройки, скорость изменения частоты, Например, црц 1=240 Мг 11 ц1,5 109 гц,сек (эти параметры соответствуют реальным значениям, которые могут иметь место в синхрофазотронах с медленным изменением магнитного поля, например как в Серпуховском синхрофазотроне) и цри й, =3 10 1 сек ,),фф =-.2500. Предмет изобретения Сверхпроводящий резонатор, состоящий цз тороидальной камеры, стенки которой покрыты сверхпроводящим материалом ц каса 10 тс 51 дьюара с жидким гелием, и настроеч 11 ого плуцжера, установленного в кольцевом зазоре внутренней стенки камеры, отл 11 чаницпйся тем, что, с целью обеспечения охлаждения упомянутого илу н 5 кера до температуры жидкого гелия, оц соединен со стенками дьк 1 ара металлической мембраной. причем поверхность цлмцжеря ц меморацы цокр 11 тя сверхпроводящих материалом.289467 Составитель В. Поветррсктор Н. Л. Бронскаяакто Изд.18 Заказ 610 Тираж 4 ЬО Подписное Ц 1-1 ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 4 5ипография, пр. Сап нова,