Твёрдые частицы - циклический ускоритель высокоскоростных твердых частиц

Полезная модель относится к области ускорительной техники и может быть использовано для моделирования микрометеоритов и техногенных частиц Циклический ускоритель высокоскоростных твердых частиц содержит систему электродов, высоковольтный усилитель, высоковольтный источник питания, генератор пачек импульсов, электродинамические ускоряющие секции, индукционные датчики, усилитель сигнала, сумматор, блока сопряжения, ЭВМ. Для повышения КПД тракта циклического ускорителя в местах загибов между индукционным и датчиками установлена система электродов. 2 илл

Полезная модель относится к области ускорительной техники и может быть использовано для моделирования микрометеоритов и техногенных частиц.

Известен ускоритель высокоскоростных твердых частиц, содержащий инжектор, источник высокого напряжения, цилиндрические электроды и мишень, цилиндрические электроды имеют такие размеры и расположение, что образуют ускоряющие секции с коэффициентом времени пролета 0,99 и замедляющие секции с меньшим коэффициентом времени пролета. (Патент на полезную модель 2371891, H05H 5/00, опубл. 27.11.2008).

Наиболее близким аналогом является циклический ускоритель высокоскоростных твердых частиц, содержащий высоковольтный источник питания, тороидальные дефлекторы, высоковольтный усилитель и перестраиваемый генератор, тороидальные дефлекторы, индукционные датчики и попарно соединенные цилиндрические электроды, подключенные к выходам высоковольтного усилителя, входы которого подключены к выходу генератора с изменяющимися во времени частотой и длительностью импульсов в пачке, работающего под управлением ЭВМ, подключенной к нему через блок сопряжения, другие входы блока сопряжения подключены к выходам выходных усилителей сигналов индукционных датчиков и селектора скоростей. (Патент RU 2335868, H05H 5/00, опубл. 10.10.2008).

Однако он обладает недостатком:

Пониженный КПД тракта ускорителя из-за высоких требований к точности определения параметров ускоряемой частицы (Q/m, V) для прохождения через тороидальные дефлекторы.

Поставлена задача: повысить КПД тракта циклического ускорителя.

Поставленная задача достигается тем, что в циклический ускоритель высокоскоростных твердых частиц, содержащий индукционные датчики, усилитель, цилиндрические электроды, источник фиксированного высокого напряжения, цилиндрические электроды, селектор скоростей, согласно полезной модели, в местах загибов между индукционными датчиками установлена система электродов.

Сущность полезной модели поясняется чертежами:

На Фиг.1 изображена структурная схема циклического ускорителя высокоскоростных твердых частиц;

На Фиг.2 изображен график изменения напряженности электрического поля на системе электродов.

Устройство содержит системы электродов 1, расположенные по углам квадрата и подключенные к выходу высоковольтного источника питания 2, входы которого подключены к выходу перестраиваемого генератора пачке импульсов 3, электродинамические ускоряющие секции, состоящие из цилиндрических электродов 4, расположенных в ребрах квадрата, соединенных так, что электроды с нечетными номерами подключены к одному, а с четными номерами к другому выходу высоковольтного источника питания 2, индукционные датчики 5, расположенные вначале и в конце ускоряющих секций, подключенные ко входам усилителей 6, выходы которых подключены ко входам сумматора 7, выход которого подключен ко входу блока сопряжения 8, ЭВМ 9, входы которого подключены к выходам блока сопряжения 8, а выходы к его входам.

Система электродов (фиг.2) состоит из n числа электродов, сопротивление которых подобрано так, что поле в зазоре нарастает нелинейно (фиг.2). Благодаря такому полю, когда центробежная сила, действующая на частицу в системе электродов, преобладает над электростатической силой, то частица выталкивается в область сильного поля, где уже электростатическая сила преобладает над центробежной и частица возвращается в область низкого поля. Таким образом, частица совершает колебательные движения относительно фокусирующей оси системы электродов. Положение фокусирующей оси системы электродов зависит от параметров частицы (Q/m, V).

Устройство работает следующим образом. Через отверстие в первой системе электродов 1 в тракт ускорителя поступает поток заряженных частиц, который, проходя последовательно цилиндрические электроды 4, ускоряется в нечетных ускоряющих секциях и замедляется в четных ускоряющих секциях. Так как коэффициент времени пролета у четных секций выше, чем у нечетных, то поток частиц получает приращение в скорости. Проходя через индукционные датчики 5, частицы наводят на них потенциал, который усиливается усилителем 6 и поступает на вход сумматора 7. Время прихода сигнала с усилителя 6 соответствует времени пролета частицами индукционных датчиков 5 и обратно пропорционально скорости частиц в потоке. Напряжение во всей системе постоянно и распределено таким образом, что поле в области системы электродов сильнее в области периферии.

Циклический ускоритель высокоскоростных твердых частиц, содержащий высоковольтный усилитель, высоковольтный источник питания, генератор пачек импульсов, электродинамические ускоряющие секции, индукционные датчики, усилитель сигнала, сумматор блока сопряжения, ЭВМ, отличающийся тем, что в местах загибов между индукционными датчиками установлены системы электродов.