Устройство для облучения ускоренными электронами

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 2 инни Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам авторскому свидетельству(56) Авторское свидетельство СССР М727087, кл, Н 05 Н 5/00, 1983. Комар Е,Г.Основы ускорительной техники. М.:Атомиздат, 1975, с.16. Авторское свидетельствоСССР Ы 1195885, кл. Н 05 Н 5/00, 1984,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЛУЧЕНИЯУСКОРЕННЫМИ ЭЛЕКТРОНАМИ(57) Использование; относится к ускорительной технике, в частности к устройствам дляоблучения материалов через два выпускныхокна прямоугольной формы с соотношением аучно-исследовательский институт офизической аппаратуры им.Д.Е.Еф(19) Я 3 (и) 1828380 (1 з) А 1(51) б Н 05 Н 5/00 сторон более чем 10: 1. Сущность изобретения; ускоренные электроны 2 по вакуумному электронопроводу попадают на вход импульсного коммутирующего электромагнита 3. К его обмотке подключен генератор 5 биполярных импульсов тока и ОО генератор б тока развертки. Электронопровод подсоединен к вакуумной камере 7 с двумя выпускными окнами 8, 9, Выпускные окна направлены в противоположные относительно М друг друга стороны. Параллельно выпускным р) окнам на вакуумной камере размещены два постоянных электромагнита 10, 11. Поле этих магнитов обеспечивает вход электронов в облучаемый обьект под углом, близким к 90. Выбор выпускного окна и сканирование ь, по его фольге осуществляет коммутирующий электромагнит. 4 ил.Изобретение относится к ускоритель- руется поле облучения необходимых разменой технике, в частности к применяемым в ров. После изменения полярности импульса радиационной технологии устройствам для тока в обмотке возбуждения 4 пучок электоблучения ускоренными электронами лис- ранов изменит направление движения и товых и рулонируемых материалов через 5 магнитным полем постоянного электромагдва выпускных окна прямоугольной формы нита будет направлен на выпускное окно 9. с соотношением сторон более чем 10:1. Переброспучкаэлектроновсокна 8 наокно Больший размер выпускных окон определя осуществляется генератором биполярных ется размерами обрабатываемых материа- импульсов тока 5 поочередно с заданной лов и составляет, как правило, 1 - 2 м. 10 частотой.Использование двух выпускных окон позво- Особенностью предложенного устройляет увеличить производительность радиа- ства как электронно-оптической системы ционно-технологической установки, а также является то, что большая часть отклонения облегчает реализацию двустороннего облу- сканируемых электронов (т.е. формировачения материалов. Габариты установки мо ние поля облучения) происходит в краевых гут быть уменьшены путем изменения полях постоянных отклоняющих электро- формы траекторий ускоренных электронов магнитов за пределами их апертуры. Иэ-за в вакуумной камере перед выпускными ок- небольшого удаления постоянных электронами посредством воздействия на них по-магнитов друг от друга в результате суперстоянным магнитным полем. 20 позиции их магнитных полей (поле в каждомЦелью изобретения является уменьше- из них в поперечной плоскости направлено ние габаритов устройства для облучения ус- в противоположные стороны), в плоскости коренными электронами и повышение симметрии устройства магнитное поле равкоэффициента использования пучка. но нулю, как показано на фиг.4, и нарастаетНа фиг.1 схематично изображено уст приотходеотэтой плоскости, Расчеты покаройство для облучения ускоренными элект- зали, что электронно-оптические свойства роками; на фиг;2 - импульсы тока в магнитного поля зависятот отношения расобмотках коммутирующего электромагнита; стояния между постоянными электромагнина фиг,3 показанораспределениеиндукции тами 1 к зазору между их полюсами 5. поперечного магнитного поля при включен (Величина зазора между полюсами электроных обмотках возбуждения постоянных магнитовзависитот ширины выпускногоокэлектромагнитов в плоскости поперечного на и составляет, как правило, 8-15 см). Как сечения устройства; на фиг.4 - проекции показало численное моделирование при траекторий электронов в вакуумной камере, уменьшении этого отношения меньше 6(т.е,Устройство для облучения ускоренными 35 при сближении электромагнитов) из-за резэлектронами содержит ускоритель электро- кого нарастания магнитного поля по обе нов 1 (фиг.1), из которого ускоренный пучок стороны от плоскости симметрии амплитуда электронов по вакуумному электронопро- сканирования уменьшается до критической воду попадает на вход импульсного комму- величины, соизмеримой с поперечным сечетирующего электромагнита 3, к обмотке 4 40 нием ускоренного пучка, что затрудняет которого подключены генератор биполяр- получение достаточно однородного поля обных импульсов тока 5 и генератор тока раз- лучения на фольге выпускногоокна; приувевертки 6, и, далее, в вакуумную камеру 7 с личении отношения более 12 неоправданно двумя выпускными окнами 8, 9 на которой возрастают поперечные размеры устройстразмещены постоянные электромагниты 10, 45 ва для облучения. Достоинством предлагае, мого устройства является то, что приУстройство работает следующим абра- сканировании пучка в суммарном поле двух зом. электромагнитов требуется незначительноеПучок электронов 2, ускоренный уско- отклонение ускоренного пучка полем комрителем 1, направляется магнитным полем, 50 мутирующего электромагнита от оси для тозаданным обмоткой возбуждения 4, распо- го, чтобы он попал в то или другое ложенной на магнитопроводе коммутирую- выпускное окно. На фиг.4 изображены прощего электромагнита 3 и подключенной к екции траекторий электронов полученные в генератору биполярных импульсов тока 5, результате численного моделирования в усна вход одного из отклоняющих электромаг тройстве для облучения ускоренными элекнитов 10, расположенных перед выпускным тронами с соотношением ./Я - 8,4. Как окном 8, К той же обмотке возбуждения 4 видно изфиг.4 величинаминимальногоугла подключен генератор тока развертки 6, ко- отклонения (Р,) для формирования поля торый осуществляет сканирование пучка, в облучения длиной 1 м не превышает 2 О, Так результате чего на выпускном окне 8 форму- как угол отклонения, при котором пучок по 1828380падает в выпускное окно, невелик, то амплитуда биполярных импульсов тока в обмотке возбуждения импульсного электромагнита может быть многократно уменьшена сравнительно с 3, что позволяет значительно уменьшить 5 мощность системы питания, и обеспечить высокую крутизну фронтов прямоугольных импульсов тока в обмотках. Тем самым достигается одна из целей изобретения - повышается коэффициент использования пучка, 10 так как часть пучка, не попадающая в выпускное окно, многократно уменьшается.Коэффициент использования пучка повышается также вследствие того, что во всем диапазоне углов сканирования пучка в обоих 15 выпускных окнах обеспечиваются близкие к нормальным углы падения электронов на плоскость фольги выпускного окна, таким образом минимизируются потери энергии ускоренного пучка в материале фольги. 20 формула изобретенияУСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЛУЧЕНИЯ УСКОРЕННЫМИ ЭЛЕКТРОНАМИ, содержащее ускоритель электронов, коммутиру- 25 ющий электромагнит, обмотка возбуждения которого подключена к генератору биполярных импульсов тока, генератор тока сканирующей электромагнитной развертки, вакуумную камеру с двумя выпускными окнами прямоугольной формы с соотношением сторон более чем 10: 1, установленными параллельно друг другу и оси симметрии З 5 устройства, два одинаковых постоянных электромагнита рамочной формы, охваИз фиг.З видно, что при увеличении протяженности поля облучения угол минимального отклонения уменьшается, а не увеличивается, как это происходит в З, т.е. поперечные размеры устройства для облучения ускоренными электронами не возрастают с ростом протяженности поля облучения, Кроме того, вследствие специфического распределения отклоняющего магнитного поля в результате суперпозиции полей двух электромагнитов, поперечные размеры области занятой отклоненным и развернутым пучком в вакуумной камере в и редлагаемом устройстве для облучения существенно меньше, чем при формировании полей облучения, направленных навстречу же за счет совмещения функций коммутирующего и развертывающих электромагнитов в одном электромагните Э. тывающих вакуумную камеру перед выпускными окнами, отличающееся тем, что, с целью уменьшения габаритов устройства и повышения коэффициента .использования пучка, к обмотке коммутирующего . электромагнита подключен генератор тока сканирующей электромагнитной развертки, выпускные окна направлены на противоположные стороны, магнитопроводы постоянных электромагнитов параллельны плоскости симметрии устройства, причем отношение расстояния между постоянными электромагнитами к зазору между их полюсами больше б, но меньше 12,1828380 г,;тт 2, гпгл Составитель А. ЕвсеевТехред М,Моргентал Патрушев Редакто Корр аз 15 По писное Тираж д НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1