Циклический ускоритель циклонов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликГоеуааротоокный коиктот Совота Мкнкотроо СССР по долам кзооротвнкй к открытий(43) Опубликовано 05.11.77. Бюллетень Ю (45) Дата опубликования описания 15.11.7(54 ЛИЧЕСКИЙ УСКОРИТЕЛЬ Э НОВ носит Изобретение от ся к области ускорительной техники.Известно, что при дефектоскоиии крупногабаритных металлических .излелий возникает необходимость в использовании переносных источников рентгеновского излучения с регулируемой энергией в области 0,5 - 1,5 МэВ и более ири среднем токе ускоренного электронного пучка в- 10 мА. Ускорители прямого действия в этой области энергий слишком дороги и громозлки, а известные циклические и линейные ускорители не обеспечивают регулируемость энергии и необхолнмук интенсивность.Цель изобретения -- созланне компактного и высокоинтенсивного циклического ускорителя с регулируемой энергией, эффективно работающего в области 0,5 - 1,5 МэВ. 15Она достигается применением специального безжелезного магнита, формирующего нескольк областей с относительной апертурой иорялка единицы, пригодных для ускорения частиц. Эффективность ускорителя обусловлена также отсутствием инжектора, применением ускоряюшего высокочастотного напряжения постоянной частоты и малой (ири кинетической энергии частиц, сравнимой с энергией покоя) реактивной мощностью магнита.На фиг. 1 показан предлагаемый ускоритель; на фиг. 2 (а-г) проиллюстрирована рабо. та ускорителя.Основной соленоид 1, имеюший зазор 2 для выпуска тормозного излучения, охватывается снаружи добавочными обмотками 3. Внутри соленоидакоаксиально с ним расположен цилиндрический объемный резонатор, выполненный в виде вакуумированного днэлектри. ческого корпуса 4, на внутренней поверхности которого нанесено металлическое покрытие 5. По оси резонатора расположен катод 6 в внле металлической нити. На внутренней поверх. ности резонатора укреплена мишень 7 в середине зазора 2. На наружной поверхности корпуса 4 размещен соленоид 8, который вместе с конденсаторами 9 образует искусственную длин. ную линию на )л.,-элементах. В конце этой линии подключен генератор 10 электрических импульсов.Ускоритель работает следуюшим образом.Под лействием тока, протекаюшего по соленоиду 1 и обмоткам 3 внутри объемного резона. тора, образованного ироводягпим покрытием 5, возбуждается аксиально-симметричное магнит. ное поле Н. При М дополнительных обмотках внутри резонатора образуется (м - 1) об.частей, имеющих циклотронную конфнгурацикч магнитного поля (иоказатель спала магнитнго3)0620 Фсо.чила цзобрегеяия и поля находится в пределах О( и с, 0,2). Очевидно, что при этом в каждой областц поле аналогично по форме полю в обычной алнябятической ловушке.Под действием высокочастотного генератора (на чертежах не показан) в полости цилиндрического объемного резонатора Возбужлаотея высокочастотные колебания типа Н,Траектория ускоряющейся равновесной астицы пред тавляет собой разворачивяюшуся спираль с радиусом асимптотически приближающимся к г=а К, где К - релиус резонатора, дЕ =0,54 Х Подобнап траектория, очевидно, может быть только при увеличении Н в соответствии с условием /3 Е= еНг. Строго говоря здесь Н - по е на радиусе г. Однако лля простоты будем считать Н однородньм внутри полости, Тогда Е=ЖеНК,.Эмиссия электронов из катода 6 происходит под действием высокочастотного электрического поля. Змиттироваце 1 ые электроны захватываются в режим ускорения аналогично тому, кяк это происходит В фазотронах и увеличивают зятем свою энергию в соответствии с Е = Яе)-)К В максимуме основного магнитного поля к концам искусственной лицин с помощью генератора О полается электрический импульс, в результате чего появляется поперечная состявляюшая магнитного поля, которая создает силу, действующую на частицы в напрявлециц основного магнитного поля. Зтя попсречняя состяВляюшяя будет ряс. ПРОСТРЯЦЯТЬС 51 ВДОЬ ОСЕОВЦОГО МЯГНИТЦОГО ПО. ля по цаправлецио к середине устройства п течение времени Е=. - , где Г - дЛина солецоида искусственной лйеии, а- скорость распространения импульса, Пусть величина яксцального магнитого поля полученных тя:цм образом полвижцых магнитных пробок пров вышает поле между областями ускорения. Тогда при выполнении условия адиабатичцости (оТ где Т - период обращения ч;сзп ) ускорецные частицы смещаются за счет атря жеций от пробок в цецтральцую область ускорения и выпадут на мишень. Рялиальец 1 сдвиг частиц к мишени или к выпускному устройству может осуществляться в спадаошем хягццтноноле зя счет Выключегия ускоряющего СВЧ Н Я Е Р и ж е ц5 .Влаголаря больНой интеесииностцезначитечьцым размерам, конструктивной простоте, От 55 тс 110 инжектора, пспользОВанию Вьсоко./Очастот.ого цапряжеция цеизмеццои частоты и еоз;,О:к:Ости цриецени 51 при Т = Е незнячит"л 5 цо цу,Ьсцруоцеп магнитного поля устрой ств Окет служить основой для разработки промышленного образца передвижной установки, предцазцачшой для дефектоскопии мас 1 Г сивцых металлических изделий.Картия силовых линий высокочастотногоЕ и вихревого .эс электрического поля в плоскости ускорейия частиц изображена на фцг. 2 я, а ца фиг. 2 ь изображена топография силовых линий магнитного поля Во в одной из 15областей ускорения. На фиг. 2 ь показана траектория частицы, перемешаюшейся по Х в Область арастаюшего магнитного поля. На :. Пг. 2 г услово изображено изменение вореОи Основных параметров, характеризую ;нх работу ускорителя, где Б - напряженОсть магнитного поля, Е - напряженность УСОЕО 1 С ОТЦОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ, -Пр Напряжение, подаваемое на искусственную Ел 1 цуо лцнию,; - интенсивность тормозного ЛРС 5 С .ИЦЕЦИ. кзцчсскцй скорнтель электронов, содер. кящй осИви:Й соленоид ведущего магнитно- .а ПО, ятод, Выполненный в виде накаливае,. ОГ,ета.ЕПческой нити, цилиндрическии объе "ый р:зсцятор, расположенный внутри солесг:пол цец цьЙ из диэлектрика с металлиз рОВП ПОЙ Вутренней поверхе 10 стьео, Отли чсеюцс 1 тем, что, с целью повышения интенсив:остц сксре:цых электронов, катод размешен Вдоль осц основного соленоида, на наружной поверхности резонатора расположен соленоид Искусственой плцнной линии на .С.элементах для смешения ускорецньх электронов в главную область ускорееИ 51, а ца основном соленоиде расположецы добавочные обмотки для фор. мп",овация нескольких областей ускорения,30620 Й,р фиг Я Редактор Т. Баранова Заказ 4218/ Тираж 1003 Подписное ЦИИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб ., д. 4/5гВд Составитель И. ПетровТехред 0 Луговая Коррек ор Д. Мельниченко Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул Проектная, 4