Импульсный сильноточный ускоритель электронов

Союз Советских . Социалистических

Уеспублнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ н>724072 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 030878 (2! ) 2652288/18-25 с присоединением заявки Н9 (51) М. Кл.з

Н 05 H 5/00

Государственный комитет

СССР.но делам изобретений н открытий (53) УДК 621. 384.6 (088.8) (23) Приоритет

Опубликовано 150681, Бюллетень Н9 22

Дата опубликования описания 15.0681 (72) Авторы изобретения рТБ

A.Ì.OðèMè÷, A.Ã.ÏîíîààðåHêo и С.Л.Шалимом

I, ч-.. Г" Ь2;;: !

«емм (71) Заявитель

Институт теоретической и прикладной механики

СО AH СССР (54) ИМПУЛЬСНЫЙ СИЛЬНОТОЧНЫЙ УСКОРИТЕЛЬ

ЭЛЕКТРОНОВ

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при разработке ускорителей .для технологического применения.

Известен импульсный сильноточный, ускоритель электронов $1),(21 и (3), со- держащий генератор импульсных напряжений и .электронный диод с системой промежуточного накопления энергии.

За счет передачи мощности от генератора импульсных напряжений к электронному диоду осуществляется генерация сильноточного электронного пучка.

Недостатком этого устройства является малая электрическая прочность 15 генератора импульсных напряжений,. что обусловлено его открытой конструкцией.

Наиболее близким к изобретению 2О по технической сущности и достигаемому результату является импульсный сильноточный ускоритель электронов 41, содержащий генератор импульсных напряжений, взрывоэмиссионный катод и вакуумноплотный металлический корпус с выпускным окном.

3а счет передачи мощности от генератора импульсных напряжений к взрывоэмиссионному катоду осуществляется 30 генерация сильноточного электронного пучка.

Недостатком такого устройства является снижение КПД ускорителя и его большие габариты, что обусловлено конструктивно раздельным выполнением генератора от остальной части ускорителя и наличием линии передачи мощности. цель изобретения — уменьшение габаритов ускорителя и повышеиие его

КПД.

Это достигается тем, что генератор импульсных напряжений заключен в выполненный из изолирующего материала дополнительный корпус, на котором установлен взрывоэмиссионный катод, причем дополнительный корпус расположен внутри вакуумноплотного металлического корпуса.

На фиг. 1 и 2 изображен предлагаемый ускоритель, общий вид; на фиг.3 представлена принципиальная схема ускорителя.

Ускоритель содержит крышку 1 вакуумплотного корпуса 2 с закрепленным генератором импульсных напряжений, который состоит из конденсаторов 3, имеющих плоские металлические кр <н между которьыи зажаты

724072 накопительные пакеты 5 и изоляцион- ный секционированный металлическими рамками корпус 6. Конденсаторы скомпанованы в колонны, которые объединяются общим высоковольтным электродом 7,. на котором закреплена цанга

8, осуществляющая контакт с потенциальным электродом разрядника-обострителя 9. Второй электрод разряд ника-обострителя соединен с переходным электродом 10, герметично укрепленным в полиэтиленовом корпусе 11.

В конструкции установлены блоки поджигающих разрядников 12 с разрядной индуктивностью, системой продувки рабочего газа, делйтелем напряжения и развязывающей емкостью и блоки зарядных. сопротивлений 13. Для изоляцин напряжения корпус ГИН заполняется трансформаторным маслом. Предусмотрены системы для осуществления наполнения, прокачки и слива трансформа- 20 йбрйого масла в процессе эксплуатации.

Корпус 11 генератора служит одновременно высоковольтным изолятором, на котором крепится многоострийный катод

14. Корпус 2 для удобства эксплуатации выполнен разъемным по высоте и имеет четыре.откачных патрубка 15, к которым присоединяются вакуумные насосы. В нижней части корпуса уста-, новлены выпускные окна 16, уплотнен-:: ные титановой фольгой 17, которая защищена от вбзможных пробоев антистримерной сеткой 18.

Устройство работает следующим об- у разом.

Конденсаторы Со заряжаются до рабочего напряжения; причем в начальный момент времени напряжения на конденсаторах направлены навстречу друг другу (как показано стрелками слева от схемы) и электрод 3 находит-,40 ся под этим же напряжением. При подаче на разрядники Р и Р поджигающего импульса разрядникй закорачиваются и четыре емкости С начинают разряжаться через индуктивности L и 4

В результате переполюсовки напряжения -на четных конденсаторах Со .(стрелки справа от схемы) -на электроде 3 постепенно нарастает импульс напряжения. Когда напряжение на электроде 3 достигает достаточной величины, срабатывает разрядник Р и импульс напряжения с крутым передним фронтом появляется на многоострийном катоде К. Благодаря возникновению на остриях катода отйосительно фольги Ф перенапряженности электрического поля происходит взрыв микро» острий с образованием слоя плазмы, расширяющейся в вакууме. Эта плазма является источником пучка электронов.

Ускоритель может работать каК в режиме одиночных импульсов, так и в частотном режиме;

В результате размещения генератОрйимпульсных напряжений внутри изолирующего корпуса, используемого сщиовременно в качестве изолятора для крейления катода, сокращаются габа; риты устройства по сравнению с изве" стным, и одновременно эа счет сокращения пути передачи мощности повышается КПД устройства.

Формула изобретения

Импульсный сильноточный ускоритель электронов, содержащий генератор импульсных напряжений, взрывоэмиссионный катод и вакуумноплотный, металлический корпус с выпускныа окном, отличающийся тем, : что, с целью уменьшения габаритов ускорителя и повышения его КПД, генератор импульсных напряжений заключен в выполненный из изолирующего материала дополнительный корпус, на котором установлен взрывоэмиссиониый катод, причем дополнительный корпус

:расположен внутри вакуумноплотиого металлического корпуса.

Источники информации," принятые во внимание при экспертизе

1. Диденко А.И., Григорьев В.П., Усов Ю.П . Мощные электронные пучки и их применение. М., Атомиздат, 1977, с. 11-12.

2. Зубков Л.А., Коломенский А.A., Красильников Д.Д., Кристалев Е.Г., Майне A.È., Панадичев В.А., Ротт С.Г.

Сидоров В.В., Чеканова Л.Н. "ЭРГ"

Сильноточиый электронный усилитель.

Труды пятого всесоюзного совещания по ускорителям заряженных частиц.

M. Наука, 1977, т.g, с. 273-275.

3. Диденко А.П., Григорьев В.П., Усов Ю.П. Мощные электронные пучки и их применение. М., Атомиздат, 1977, с. 14-15.

4. Велихов Е.П. и др. Ускорительный комплекс "Атара-5". Й Симпозиум йо коллективным методам ускорения.

Дубна, 1976, с. 254-2607 (прототип)..

724072 э r

Фме.2 фив.f фие.З

Редактор С.Суркова

Заказ 4528/18 Тирам 889 Подписное

ВНИИПИ Государственного коь|итета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фнлиал ППП "Патент", r. У кгород, ул. Проектная, 4

Составитель В.Краснопольский

Техред Е. Гаврилешко Корректор Г.Назарова