Источник электронов линейного ускорителя

(5 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 01 НРЫТИЙ МЯЮЗНМ ПЦеНТВ- ТЕХЮЧЕЗКАЯ БИБЛИОТЕКА,(56) Диденко А, Н., фурман Э. Г.,Васильев В; В; Линейные индукционныеускорители для высокочастотной электроники. Релятивистская высокочастотная электроника. Вып. 2 Горький:1981, с. 22-35.Вахрушин Ю. П., Анацкий А, И. Линейные индукционные ускорители. М.:Атомиздат, 1978, с. 8-16,(54) ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОНОВ ЛИНЕЙНОГОУСКОРИТЕПЯ(57) Изобретение может быть использовано при наладке фокусирующих систем.линейных ускорителей (ЛУ 1 резонансного и индукционного типа. Источник электронов ЛУ содержит термока 2 ИТКЗ 4 эмито меньшен котосоосно д 6;условие тируюэмитрыйс ним Ь 410,223(г,/В) о г,)стироадиус ки ЛУ; канала тояние межд ется Упрощщей си в тра о пучка.вспоо пучка, коэлектронного т м ОПИСАНИЕ ИН АВТОРСКОМ,Ф СВИ(ТК) 1 с подогревателем тономным подогревателем щая поверхность которог тирующей поверхности ТК расположен в центре ТК 1а также катод 5 и ана этом должно выполняться 1. " длина участка ю- радиус ТКЗ; т - ранспортировки ЛУ; оу катодом 5 н анодомюстировка фокусиремы ЛУ путем инжекцианспортировки основногательного слаботочнорый выполняет функциинда. 1 ил.Изобретение относится к ускорительной технике и может быть исполь"зовано прн наладке Фокусирующих сис-,тем линейных ускорителей резонанс 5ИОГО и индукционного типаюЦелью изобретения является упрощение юстировки фокусирующей системылинейного ускорителя путем инжекцииВ тракт трянспортирбВкн ОснОБНОГОф пучка. вспомоГательнОГО слаботочнОГОпучка который БыпОлняет функцииэлектронного зондяоИзобретение поясняется чертежом,на котором дана схема источника элек" дТРОНОБьУстройство состоит иэ основногокольцевогс катода 1, внутри которогорасположен подогреватель 2, н дополнительиого юстировочнОГО кятодя 3. 2 Ора сп 0310 женнс)ГО Б Г) тв е рс тип к Ольцев оГО кятОдя 1 с ЕятОЦ 3 сняожен подогрева, елем Д. ПО периметру катода 1 расположен прнкятодный электрод 5, Передкатодом, сооско с ним расположен 25янодньй электрод 6,Устройство работает следушщкч образом. При Включении подогревателя 4няГревяется только юстироВочный кятад 3 и производится юстировка уско- ЗОрителя. Б рабочем режиме Включеныоба подогоевателя 2 и ч и Весь катодработает как единое целое,Использование для юстировки слаботочного пучка с дополнительного катода, соосного с основным, позволяетпоочередно Включать и выключать .От"дельные катушки магнитной системыускорителя,Вышедший из источника электроновюстировочный пучок проходит ужеяьюстировянный участок ускорительноГО тряктя в мяГнитном поле и достигя"ет Участка юстирОБки " тем же приблизительнО диаметром что и ня выходеисточника электронов. Участок юстировки содержит несколько несъюстированпых фокусирующих катушек и камеру наблюдения с ФщооресцирующимЗкряноме Йя длине этОГО учясткя пучок движется в магнитном поле толькоодной иэ юстируемых катушек т.е.проходит участок магнитного поля этойкатушки, а затем участок длиной )ДО д)люоресцирующего экрана ня кОтОром происходит расширение пучка по,3 Элем прОстранстВенн ОГО зарядаП)акти"чески величина ь не превышаетИзменяя поле В юстируемой катушке можно наблюдать за поведением пучка на флюоресцирующем экране. Если гео" метрическая ось пучка совпадает с магнитной осью катушки, то при изменении мяГнитнОГО поля изменяется диа метр пучка на флюоресцирующем экране, а центр его остается неподвижным. В противном случае происходит смещение геометрического центра юстировочного пучка. Иэ изложенного яс., НО, что для проведения юстировки желательно иметь тонкий пучок, мало расходящийся на длине участка юстировки. Однако принципиальных ограни", чений на воэможность проведения юстировочных работ при больших диаметрах юстировочного пучка, Вплоть до полного заполнения канала пучком, нет, Таким образом, для того, чтобыисточннк электронов обеспечивал воз" можность проведения юстировки, необходимо, чтобы на длине участка юс" тировки ). пучок расходился не более чем до размера канала транспоржировки 2 Г),. Зто обеспечивается при Бьполнении неравенстваа3 1 О:р )п( - )+Ы ) де,(где Р - первеанс источника электроновФФс юстировочным катодом, А/Вэ; Градиус юстировочного пучка на входеучастка юстировки,.м; Ы - угловаярасходимость пучка, рад; г" радиусканала транспортировки, и.Используя формулу Леигмюра, можновь)разить первеанс Р через площадьюстировочного катода Б и расстояниеиежду катодом и анодом ЙР 2,341 О 1 БОЧто касается угловой расходимос- ти пучка Ы, то оня может быть выражена через эмиттанс юстировочного пучкя Егде х- радиус юстировочного пучка в согласованном магнитном поле катушек съюстированного участка ускорителя и) как так В источнике элек" тронов отсутствуют электроды, форми" рующие специальный юстировочиый пучок, то с достаточной точностью можно считать Г;) равным радиусу юстировочного катода.Юстировочный пучок в области источника электронов можно в полной мере отнести к параксиальным пучкам.Поэтому сферической аберрацией ванодном отверстии можно пренебречь, Единственным источником углового разброса векторов скорости электронов в юстнровочном пучке с достатонной точностью можно считать началь 10ные тепловые скорости. электронов в термокатодах косвенного накала, температура поверхности которых не превышаеъ 1700 К, Поэтому тепловая энергия электронов еЦ не превышает 150,17 эВ, Иаксимальный угол наклона векторов скорости электронов к оси, обусловленный тепловыми скорос" тями на выходе источника электронов, может быть найден по формуле 20(4)фмас 11 югде Б - амплитуда анодного напряжения источника электронов 25при юстировке.Из изложенного следует что при П 100-200 кВ величина Ы в формуле (1) составит (1,7-0,85) 10 рад.Ииньмальный радиус юстировочного З 0 катода ограничивается по двум причинам, Змиттирующая поверхность юстировочного катода .должна иметь правильную круглую форму, иначе затрудняется визуальное наблюдение за смеЭ 5 щением центра тяжести юстировочного пучка. С другой стороны, достаточная яркость изображения пучка на Флюоресцирующем экране достигается при его средней.мощности более 0,1 Вт. Удов летворить обоим этим требованиям можно при диаметре юстировочного катода более 1 мм. Индукционный ускоритель, например, является ускорителем килоампернсгс диапазона. Площадь термокатода для голучения килоамперных пучков при достигнутых плотностях тока эмиссии составляет тысячи мм2 Источники электронов ЛИУ работають при первеансах более -1 10 А/В, Таким образом, из приведенных чис-. ленных данных с учетом Формулы (2) следует, что минимальное значение первеанса юстировочногопучка в практически осуществимых конструкциях будет иметь порядок 10 З А/В, при этом310 Р 1 п( - )ъ)Ыб Следовательно, величинойв формуле (1) можно пренебречь, н она с учетом (2) будет иметь вид.д . ггде г - диаметр юстировочного катода, м.Юстировка ускорителя с использованием данного источника электронов имеет следующее преимущество. При юстировке традиционным способом торможение килоамперного пучка на коллимирующей диафрагме Сопровождается мощным импульсом тормозного излучения, поэтому юстировка проводится с пульта управления ускорителем, Наблюдение за юстировочным пучком осуществляется при помощи прикладной телевизионной установки, а для сокращения времени юстировки приходится использовать дистанционно-упр вляемые устройства перемещения фокусирующих катушек по поперечным и угловым координатам.Так как ток юстировочного пучка источника электронов очень мал (до нескольких десятков миллиампер в импульсе при среднем значении менее,5 мкЛ), то даже при значительной величине энергии электронов около 100-200 кзВ юстировку ускорителя можно проводить при нахождении обслуживающего персонала вускорительном зале. Это спо" собствует сокращению времени наладки ускорителя и позволяет. существенно упростить конструкцию юстировочных приспособлений фокусирующих катушек.Формула изобретения Источник электронов линейного ускорителя, содержащий основной термо катод и формирующие пучок прикатодный электрод и анод, о т л и ч а о - щ и й с я тем, что, с целью упрощения юстировки фокусирующей системы линейного ускорителя, в устройство введен дополнительный термокатод с, автономным подогревателем, эмиттирующая поверхность которого меньше эмиттирующей поверхности основного термокатода и который расположенв центре основного термокатода соосно с ним, и при этом выполняется следующее условие:Ь0 223( ) 1 п( ) 2 йгйого комитетаий и открытийаушская наб.,д. 415 городул. Проектная роизводственно-полнгрзФическое предприятие 5 где 1. " длина участка встировки ускорителя, м; г " радиус дополнительного а термокатода, м;Тираж 661 НИИПИ Государствен по делам изобрете 35, Москва, Ж, г - радиус канала транспортировйи ускорителя, м; д - расстояние мезщу катодом и анодом, м.