Бетатрон

О П И С А Н И Е ()677I36

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соеетских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.04.77 (21) 2479492/18-25 с присоединением заявки М (51) М Кл

Н 05Н 11/00 (43) Опубликовано 30.07.79. Бюллетень Ке 28 (45) Дата опубликования описания 30.07.79 (53) УДК 621.384.6 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

В. Л. Чахлов и Г. В. Ерофеева

Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском ордена Октябрьской Революции и ордена

Трудового Красного Знамени политехническом институте им. С. М. Кирова (54) БЕТАТРОН

ГосударстеенныЙ комитет (23) П

Приоритет

Изобретение относится к ускорительной технике.

Известны циклические ускорители-бетатроны. Переносной малогабаритный бетатрон с азимутально-симметричным полем и многостоечной конструкцией магнитопровода, оснащенный устройством вывода электронного пучка, применяется, в частности, в поверхностной лучсвой терапии (1).

Вывод пучка в указанном ускорителе осуществлястся методом параметрического резонанса. Возмущающее магнитное поле, вызывающее параметрический резонанс радиальных бетатронных колебаний, создается четырехсекционной обмоткой вывода, 15 расположенной до и после равновесной орбиты и имеющей протяженность 90 по ази- муту.

Для уменьшения полей рассеяния полюсов и намагничивающей обмотки электро- 20 магнита применена дополнительная обмотка коррекции траектории пучка. Обмотка коррекции расположена в пространстве между намагничивающими обмотками по ходу электронного пучка. 25

Однако эффективность вывода при этом составляет около 25 /о в связи с тем, что значительная часть электронного пучка теряется на деталях обмотки коррекции.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является бетатрон, (2), включающий магнитопровод с радиальногребневыми полюсами.

Сфера применения бетатрона может быть расширена при условии эффективного вывода электронного пучка благодаря использованию его в медицине, дефектоскопии слоистых материалов, зондировании плазмы и других областях.

Не представляется возможным применить для вывода пучка из бетатрона с азимутальной вариацией возмущающее магнитное поле такое же, как в бетатроне с азимутально-симметричным управляющим полем.

Наличие указанной четырехсекционной обмотки вывода в бетатроне с азимутальной вариацией приводит к делению пучка по азимуту на отдельные сгустки. Это объясняется воздействием на пучок поля со сложным гармоническим составом.

Цель изобретения — разработка устройства для эффективного вывода электронного пучка.

Это достигается тем, что обмотка вывода расположена за равновесной орбитой, причем начало обмотки совпадает с серединой одного из гребней полюса магпитопровода

677136 и имеет протяженность по азимуту 170—

180о

На чертеже схематически изображен предлагаемый бетатрон.

Полюса 1 электромагнита бетатрона имеют радиально-гребневую конструкцию.

Гребни полюсов чередуются с участками, незаполненными железом (впадины). В отпаянной ускорительной камере 2 предусмотрено окно 3 для выпуска электронов в атмосферу. Витки обмотки 4 вывода располагаются за радиусом равновесной орбиты сверху и снизу ускорительной камеры 2.

Вывод осуществляется следующим образом.

В конце цикла ускорения в обмотку вывода подастся колоколообразный импульс тока, создающий возмущающее магнитное поле, локализованное в пространстве между витками обмотки 4 вывода. Это приводит к резонансному увеличению амплитуды радиальных бетатронных колебаний (амплитуда вертикальных колебаний не изменяется). Когда амплитуда колебаний достигает области освобождения, электроны покидают пределы ускорительной камеры.

Благодаря совместному воздействию управляющего поля с азимутальной вариацией и обмотки вывода изменяются фаза колебаний электрона таким образом, что электроны, у которых различные фазы колебаний в начальный момент вывода, к началу выхода из окна ускорительной камеры имеют приблизительно одинаковые фазы колебаний. Вследствие этого в окно 3 ускорительной камеры 2 выходит электронный пучок с небольшим углом расходимости по горизонтали, равным 5 — 6 . 3а пределы магнитопровода 5 выходит около 70 /о от числа ускоренных в бетатроне электронов.

Таким образом, применение в бетатроне с выведенным электронным пучком управляющего магнитного поля с азимутальной вариацией и указанной обмотки вывода

10 позволяет увеличить эффективность вывода более чем в два раза по сравнению с выводом из бетатрона с азимутально-симметричным полем.

Кроме того, энергия, необходимая для вы15 вода пучка, благодаря наличию впадин в радиально-гребневых полюсах 1 на порядок меньше, чем в бетатроне с азимутально-симметричным полем.

Формула изобретения

Бетатрон, включающий магнитопровод с радиально-гребневыми полюсами, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью эффективного вывода пучка электронов, обмотка вы25 вода расположена за равновесной орбитой, причем начало обмотки совпадает с серединой одного из гребней полюса магнитопровода и имеет протяженность по азимуту 170 — 180 .

30 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Ерофеева Г. В. и др. Бетатрон ПМБ-6 с выведенным электронным пучком НТЭ № 3, 1975, с. 32 — 33.

35 2. Авторское свидетельство СССР № 360008, кл. Н 05Н 11/00, 1969.

677136

Составитель Е. Медведев

Редактор И. Грузова

Техред И. Позняковская

Корректор В. Дод

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1783/15 Изд. № 467 Тираж 945 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, OK-35, Раушская наб., д. 4/5