Бетатрон

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДИИЛЬСТВУ Союз Соеетскин Социалистиыеских Республик(45) Дата опубликова ГюсударстенннМ квинтет Йаоа Мнннарнн йЮ на делан нзвйретвннй н вткрытнй. Быстрицкий, Б, В, Окулов О. П, Усов и В. И. Цветк аучно-исследовательский институт ядерноавтоматики при Томском ордена Октябрьсдена Трудового Красного Знамени подитеинституте им. С. М. Киро(54 раз- атро тныереплени 5 си формирующие линии 2, вы зарядные электроды 3 ко на высоковольтных изолят относительно м плоскссинжектри ванно нод 1 о общи корителя, Причем авляется одновременн м наружий 2. а высороме жут нымнемеино Известен бетатрон с инжектором электронов, расположенным в центральном сердечнике бетатрона в медианной нлоскости и имеющим выход пучка электронов в межполюсное пространство, Электроны, вылетающие из инжектора в радиальном направлении, изменяют направление своег движения в магнитном поле центрального зазора и инжектируютсч в межполюсное пространство.Расположение инжектора электронов в центральном зазоре дает возможность ин%жектировать в межполюсное пространство большие токи, однако размещение горячего катода в центральном зазоре бетатрона технически сложно, а наличие индуктивностн електропитающих проводов инжек тора затрудняет передачу на катод инжек тора мощного импульса высокого напряжения с наносекундным фронтом.Цель изобретения - получение мощных наносекундных импульсов тока инжекции и повышение интенсивности потока ускоренных электронов. Это достигается тем, что инжекторвыполнен в виде двух двойных параллелно соединенных дисковых формирующихлиний, центральный диск которых является катодом инжектора, внешние электроЗ ды формирующих линий - анодом, а общий коммутатор формирующих линий расположен вдоль оси инжектора.На чертеже изображен инжектор,мещенный в центральном зазоре бетВ общий вид,В аноде 1 инжектора размещены дведисковые двойные параллельно включеннь иым электродом формирующих л Катод 7 инжектора укреплен ковольтных изоляторах 4 и 5 и ке между высоковольтнымн заробщим электроцом двойных формирующихлиний 2,Наружный кольцевой край катоца 7 выступает из изолятора 4 вблизи отверстия(шели) в аноде 1, которое служит пля выхода электронного пучка 8 из инжекторав центральный зазор 9 и межполюсноепространство 10.Катоп 7 инжектора соединен с анопом1 через зарядную инцуктивность 11 цвой ных формирующих линий 2, Инцуктивность 11 выполнена в вице спирали, навитой на поверхность изолятора 4, причемодин конец инцуктивности 11 соединен санодом 1, а другой ее конец - с катодом7 инжектора.Со стороны оси 12 симметрии инжектора и бетатрона высоковольтные заряцные электроды 3 двойных формирующих линий 2 соединены межцу собой и яв-оляются оцновременно высоковольтнымэлектроцом коммутатора 13, заземленнымэлектродом которого служит ближайшаяк оси 12 центральная часть анода инжектора.ЯВысоковольтные заряпные электроды3 пвойных формирующих линий 2 соединены с высоковольтным вводом 14, ицушимот источника импульсных напряжений через центральное отверстие 15 в централь-ном сердечнике 16 бетатрона,При возрастании магнитного потокав центральном серцечнике 16 бетатронапри опрецеленном . значении магнитногополя на равновесной орбите бетатрона от фисточника импульсного напряжения черезвысоковольтный ввод 14 и индуктивность11 происходит заряд двойных формирующих линий 2,В опрецеленный момент времени на- фпряжение на коммутаторе 13 достигаеттакой величины, что коммутатор 13 срабатывает, и от него в сторону анода 1начинают распространяться радиально расхоцяшиеся электромагнитные волны, раз- фряжающие верхнюю и нижнюю формирующие линии 2. Дойця до внешних краевэлектроцов 3, электромагнитные волнычастично отражаются и частично преломляются, Преломленные волны, двигаясь фк центру срецних формирующих линий 2,разряжают их цо половинного значения начального заряцного потенциала, а отраженные вогпы, цвигаясь к центру верхнейи нижней формирующих линий 2, заряжают "их цо половинного значения зарядногопотенциала, но с противоположным знаком. Таким образом, между средним электроцом катоцом (7) и аноцом 1, нахоцившимися по срабатывания коммутатора поп оцним потенциалом (потенциал земли), возникает разность потещиалов, равная заряпному напряжению, Электромагнитные волны, переэаряжавшие верхнюю и нижнюю формирующие линии 2, пойдя цо коммутатора 13, отражаются от него, как от короткозамкнутого конца, и, цвигаясь в обратном направлении, вновь разряжают верхнюю и нижние формирующие линии 2, Преломленные электромагнитные волны, разряжающие средние формирующие пинии 2, дойдя цо внутреннего края цискового электрода (катоца 7), отражаются от него, как от разомкнутого конца, и распространяются в обратном направлении, разряжая по нулевого потенциала средние формирующие линии 2. При постижении волнами внешнего края дисковых формирующих линий процесс формирования электрического импульса завершается,Таким образом, между анодом 1 и катодом 7 сформирован электрический импульс, цлитедьность которого равна цвойному времени прохождения электромагнитной волны в рациальном направлении в дисковой формирующей линии, и амплитуца которого равна зарядному напряжению. При этом напряженностЬ электрического поля у катода 7 достигает величины, достаточной пля интенсивной холопной эмиссии электронов, и сформированный в инжекторе дисковый электронный пучок 8 выходит в центральный зазор 9.В магнитном поде центрального зазора 9 электроны изменяют направление своего движения с радиального, при выходе иэ инжектора, на почти тангенциальное, при выхоце из центрального зазора в межэлектроцное пространство 10. Разрядный контур писковых формирующих линий 2, включающий в себя коммутатор 13 и инжектор, имеет аксиальную симметрию и малую индуктивность, обеспечивает получение мощных наносекундных импульсов напряжения и тока инжекции с крутыми фронтами, а значит и получение больших скоростей изменения электронного тока на выхоце из инжектора и больших скоростей изменения тока инжекции. Последнее вызывает появление в межполюсном пространстве большой вихревой ЗДС самоинцукции, которая резко изменяет импульс инжектированных электронов и тем самым обеспечивает эффективный захват электронов в ускорение,504439 оставитель С. Шитовехрец М. Борисова Корректо асиняк Редактор Т. Колодцев Тираж 95 осударственного компо делам изобрете осква Ж 35 р Рау О Подпис тета Совета Микис ний и открытий ская набд. 4/5 аказ 6590 БНИИПИ в СССР тент, г, Ужгороц 1 ул. Проектная, 4 П Формула изобретения Бетатрон с инжектором, расположенным в центральном сердечнике электромагнита в мецианной плоскости и имеющим вы-. У ход пучка электронов,в межполюсное пространство, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью получения мощных наносекунцных импульсов тока инжекции и повыше 1 ф ния интенсивности потока ускоренных электронов,.инжектор выполнен в вице двухдвойных параллельно соединенных дисковых формирующих линий, центральный дисккоторых является катодом инжектора, авнешние электроды формирующих линий -аноцом, а общий коммутатор формирующих линий расположен вдоль оси инжектора,