Источник проникающего излучения

 

Изобретение относится к ускорительной технике, а именно к цилиндрическим индукционным ускорителям электронов, и может быть использовано в промышленной радиографии. Источник проникающего излучения (ИПИ) содержит обратный магнитопровод 1, блок 2 центральных вкладышей с воздушным зазором δ_з, полюса 9, 10 в форме центрального сердечника и профильной части, разделенных между собой кольцевым пазом 11, в котором уложена обмотка 6 смещения (ОС) с индиктивностью L_см. Ширина его выбрана в пределах (1,1 - 1,5) δ_в, что исключает перераспределение потоков из одной магнитной цепи в другую, а его глубина не превышает высоты полюса. ИПИ содержит также намагничивающую обмотку 5, коммутирующий прибор 7 и токопровод с индуктивностью L_н и L_пр, соответственно. L_пр<L<L, поэтому разряд накопительного конденсатора 4 через ОС 6 не вызывает нагрева кабеля, соединяющего намагничивающую обмотку 5 и ОС 6 с накопительным конденсатором 4. 2 ил.

Изобретение относится к ускорительной технике, а именно к циклическим индукционным ускорителям электронов, и может быть использовано в промышленной радиографии. Целью изобретения является повышение интенсивности излучения и снижение массы. На фиг. 1 изображен предлагаемый источник, продольное сечение; на фиг. 2 представлена схема подключения обмотки смещения и намагничивающей обмотки. Источник проникающего излучения содержит обратный магнитопровод 1, блок 2 центральных вкладышей с воздушным зазором (δ_в) и полюса, образующие рабочий зазор 3. Параллельно накопительному конденсатору 4 включена намагничивающая обмотка 5 с индуктивностью L_н и обмотка 6 смещения с индуктивностью L_см. Обмотка 6 смещения подключена к накопительному конденсатору 4 через коммутирующий прибор 7 и токоподвод 8 с индуктивностью L_пр. Ускорительная камера с источником электронов и мишенью (на чертежах не показаны) расположена в рабочем зазоре 3. Полюса 9,10 выполнены в форме центрального сердечника и профильной части, разделенных между собой кольцевым пазом 11, в который уложена обмотка 6 смещения. Ширина паза выбрана в пределах (1,1-1,5) δ_в, а его глубина не превышает высоты полюса. Индуктивность обмотки смещения выбрана из условия L_пр<L<L. Кроме того, на фиг. 1 приняты еще обозначения: Φ_н - магнитный поток; Φ_уск - ускоряющий магнитный поток; Φ_упр - управляющий магнитный поток. Источник работает следующим образом. Включают намагничивающую обмотку 5. По магнитопроводу, состоящему из обратного магнитопровода 1, полюсом 9,10 блока центральных вкладышей 2, начинает циркулировать магнитный поток Φ_п, состоящий из ускоряющего потока Φ_уск, циркулирующего в круге равновесной орбиты, и управляющего магнитного потока Φ_упр; циркулирующего только через профильную часть (10) магнитопровода. Основная часть ускоряющего потока Φ_уск (около 60-80% ) циркулирует по сечению центральной части магнитопровода. Поскольку эта часть магнитопровода имеет максимальную загрузку, то в процессе ускорения эта часть магнитопровода претерпевает наибольшее насыщение. Работа организована таким образом, что топография магнитного поля в рабочем зазоре 3 близка к расчетной, если ферромагнетик при работе не будет заходить в зону насыщения. Благодаря конструктивным особенностям магнитопровода происходит насыщение его центральной части, что приводит к медленному сворачиванию равновесной орбиты, а это приводит к уменьшению конечной энергии ускоренных частиц. Для устранения этого эффекта необходимо обеспечить одинаковый закон изменения для Φ_уск и Φ_упр. Это достигается выравниванием магнитных сопротивлений для этих потоков, что осуществляется разделением магнитных цепей. Разделение магнитных цепей обеспечивает наличие паза 11 в полюсе, разделяющего эти магнитные цепи. Ширина паза такова, что она исключает перераспределение потоков из одной магнитной цепи в другую. Для этого ширина паза выбрана в пределах (1,1-1,5) δ_в. Таким образом, в процессе работы магнитный поток Φ_уск и Φ _упр ц циркулируют каждый по своей магнитной цепи. При достижении частицами максимальной энергии через коммутирующий прибор 7 происходит подключение обмотки 6 смещения к накопительному конденсатору 4, который до настоящего времени был подключен параллельно намагничивающей обмотке 5 для компенсации реактивной мощности, запасенной в рабочем зазоре 3. После включения прибора 7 накопительный конденсатор 4 начинает разряжаться через обмотку 6 смещения, так как ее индуктивность ниже, чем индуктивность намагничивающей обмотки 5. Ток разряда, протекая по обмотке 6 смещения, формирует в рабочем зазоре 3 магнитное поле, необходимое для смещения ускоренных частиц с равновесной орбиты. За время формирования импульса тока смещения ток в намагничивающей обмотке 5 практически не изменяется, так как длительность импульса смещения значительно меньше длительности тока в намагничивающей обмотке 5. Величина паза 11 такова, что она позволяет разместить обмотку 6 смещения, индуктивность которой L_см значительно больше индуктивности токоподвода 8. Поэтому разряд накопительного конденсатора 4 через обмотку 6 смещения не вызывает нагрева кабеля, соединяющего намагничивающую обмотку 5 и обмотку 6 смещения с конденсатором 4. Таким образом, наличие паза позволяет освободить часть рабочего зазора посредством размещения в этом пазу обмотки смещения. Освобождение объема рабочего зазора приводит к увеличению количества ускоряемых частиц и интенсивности излучения. Выполнение паза позволяет разделить магнитные цепи для ускоряющего Φ_уск и управляющего Φ_упр магнитных потоков, что, в свою очередь, позволяет стабилизировать положение равновесной орбиты, а это позволяет получить расчетную величину конечной энергии ускоренных частиц. Наличие паза позволяет к тому же разместить обмотку смещения с такой индуктивностью, которая обеспечивала бы уменьшение потерь в подводящих проводах, обеспечивая тем самым снижение массогабаритных характеристик соединительного кабеля. Кроме того, выполнение пазовых полюсов позволяет сравнительно просто без изменения массогабаритных характеристик магнитопровода за счет изготовления центральной части магнитопровода из ферромагнетика с большей индукцией насыщения, чем оставшаяся часть обратного магнитопровода и полюсов, увеличить ускоряющий магнитный поток Φ_уск и тем самым пропорционально увеличить конечную энергию ускоренных частиц и интенсивность излучения. (56) Ананьев Л. М. , Воробьев А. Н. и Горбунов В. И. Индукционный ускоритель электронов-бетатрон. М. : Госатомиздат, 1961, с. 94. Авторское свидетельство СССР N 774525, кл. H 05 H 11/00, 1979.

Формула изобретения

ИСТОЧНИК ПРОНИКАЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащий обратный магнитопровод, блок центральных вкладышей с воздушным зазором δ_в (м) и полюса, образующие рабочий зазор, а также включенные параллельно накопительный конденсатор, намагничивающую обмотку с индуктивностью L_н (Гн) и обмотку смещения с индуктивностью L_см (Гн), причем обмотка смещения подключена к накопительному конденсатору через коммутирующий прибор и токоподвод с индуктивностью L_пр (Гн), ускорительную камеру с источником электронов и мишенью, расположенную в рабочем зазоре, отличающийся тем, что, с целью повышения интенсивности излучения и снижения массы, полюса выполнены в форме центрального сердечника и профильной части, разделенных между собой кольцевым пазом, в котором размещена обмотка смещения, причем ширина паза выбрана в пределах (1,1 - 1,5) δ_в, а его глубина не превышает высоты полюса, при этом индуктивность обмотки смещения выбрана из условия L_пр < L_см < L_н.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2