Озная i

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 30.111.1970 (№ 1411903/26-25) с присоединением заявки ¹â€”

Приоритет—

Опубликовано 26.YII.1971. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 27 VIII.1971

МПК Н 05h 7/00

Номитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621 384 6(088 8) Авторы изобретения E. А. Абрамян, В. М. Лагунов, А. Г. Пономаренко и Р. И. Солоухин

Институт ядерной физики СО AH СССР

Заявитель

УСКОР ИТЕЛ Ъ ЗАРЯ)КЕН Н ЫХ ЧАСТИЦ, " ";,,„. -, <ХЙ "1Ы

Изобретение относится к устройствам для ускорения интенсивных потоков заряженны. частиц.

Известны сильноточные ускорители, содержащие в качестве зарядного устройства импульсный трансформатор, при этом накопителем электрической энергии служит формирующая линия с низким значением волнового сопротивления. Высоковольтная изоляция осуществляется с помощью воды, имеющей высокое значение диэлектрической проницаемости.

Электрическая прочность воды зависит о времени приложения напряжения и имеет значение 40 — 50 кв/млт при длительности импульса 0,2 — 0,5 мксек.

Импульсный трансформатор относительно просто обеспечивает время зарядки накопителя с водяной изоляцией порядка 15 лтксек.

Уменьшение времени зарядки до 1 л1ксек и меньше приводит к серьезным техническим трудностям (применение малоиндуктивной конденсаторной батареи с высоким начальным напряжением; существенно повышаются требования к изоляции трансформатора).

С другой стороны, низкое значение удельного сопротивления воды приводит к существенной утечке электрической энергии при разрядке накопителя через воду, особенно когда время зарядки накопителя сравнивается с временем разрядки его через собственный диэлектрик, к. и. д. при этом может снижаться до 60 — 80%.

Таким образом, применение известного ус5 корителя связано со следующими недостат"

1 2MH: низким значением электрической ности воды прп времени зарядки накопителя порядка 15 мксек и более; снижением к. и. д. из-за большой проводимости воды.

Целью предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков.

Увеличение давле|шя воды приводит к росту ее электрической прочности; увеличение удельного сопротивления чистой воды с понижением температуры сохраняется и при высоком давлении. Расчет показывает, что понижение температуры воды до 0 С позволяет поднять к. п. д. до 93 — 95% при сохранении длительности импульса 15 мксек.

Предлагаемыи сильноточный ускоритель заряженных частиц содержит импульсный трансформатор, формирующую накопительную линию, помещенные в воду, коммутирующий разрядник н ускорительную трубку.

Для увеличения электрической прочности в воде создается давление 30 — 50 атм и выше.

Для уменьшения утечки энергии прп разрядке накопителя через воду ее охлаждают до температуры, близкой 0 С.

На фиг. показана конструкция ускори310423

40 теля заряженных частйц на 2 Мэв; на фиг. 2 представлена электрическая схема ускорителя.

Корпус 1 выполнен из нержавеющей стали толщиной 2 см. Внутри корпуса в воде 2, служащей изолирующей средой, размещены импульсный трансформатор типа Тесла (показаны первичная 8 и вторичная 4 катушки), цилиндрический потенциальный электрод 5, образующий вместе с внутренней стенкой корпуса коаксиальную формирующую линию длиной 1 м и рабочим зазором около 7 см. Линия имеет емкость 0,015 л кф, волновое сопротивление 2 ом, рабочее наппяжение до 2 Мв.

С целью уменьшения энергии ударной волны, возникающей при электрическом пробое в среде, коммутирующий разрядник б работает в газе под давлением.

Ускорительная трубка содержит изолятор

7 и автоматизированный катод 8.

Давление в воде 30 — 50 атм создается с помощью газового объема 9, имеющего гибкую стенку, например, из полиэтиленовой пленки. Конструкция выполнена таким образом, что давления в газовом объеме 9, в камере разрядника б и в воде 2 одинаковы. При этом возможно отделить газовую камеру разрядника б от воды 2 тонкой стенкой 10.

Для гашения гидравлической ударной волны, возникающей при случайном пробое, в потенц и альном электроде 5 сделаны отверстия 11.

Вода, применяемая в качестве изолятора, фильтруется фильтром до 1 мк, вакуумируется и обессоливается ионитовыми смолами до удельного сопротивления порядка 107 ом. см.

Затем вода охлаждается до 1 — 2 C. Дл» поддержания низкой температуры воды слу жит теплоизолирующая рубашка 12.

Электрическая схема имеет следующие параметры.

От конденсаторной батареи С, через коммутирующий разрядник Р> с помощью импульсного трансформатора L, L, заряжается формирующая линия С, до 2 Мв. Напряжение первичной конденсаторной батареи С, разно

100 кв, емкость 7,5 мкф, Время зарядки линии

10 — 15 мксек. Общее количество энергии, запасенной в формирующей линии C при 2 Мв, равно 30 кдж. В»а линии пробивается коммутирующий разрядник 13 и отрицательное напряжение прикладывается к автоэлектронному катоду !4. Малое внутреннее сопротивление линии (2 ом) позволяет получать электронный ток порядка

300 — 500 ка с энергией электронов до 1 Мэв.

B результате повышения давления воды и понижения ее температуры удается удлинить время зарядки формирующей линии С, и таким образом существенно упростить конденсаторную батарею С,, в которой запасается энергия перед началом рабочего цикла. При коротких временах требуется применение малоиндуктивных конденсаторов, их тщательная ошиновка и несколько параллельных синхронно работающих разрядников.

Предмет изобретения

1. Ускоритель заряженных частиц, содержащий высоковольтный импульсный трансформатор, электрическую формирующую линию, помещенные в резервуаре с диэлектрической жидкостью, и ускорительную трубку, отяичаюи1ийся тем, что, с целью повышения электрической прочности трансформатора и линии. резервуар для диэлектрической жидкости снабжен устройством для поддержания в жидкости высокого давления (30 — 50 атм) и термостатом для поддержания температуры жидкости вблизи 0 С.

310423

Фиг 1

Фиг. Z

Составитель П. Домнин

Редактор Л. Г. Герасимова Техред Л. Л. Евдонов Корректор А. П. Васильева

Заказ 351/1245 Изд. ¹ 1021 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., a. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»