Генератор для исследования нестационарной проводимости в газовых средах

 

Изобретение относится к технике высоких напряжений и может применяться для проведения экспериментальных исследований , транспортировки высоковольтного электрического импульса в ионизированных средах. Генератор для исследования нестационарной проводимости в газовых средах состоит из внешнего цилиндрического электрода 1, полого внутреннего электрода , источника у -излучения 3. металлического диска 4, металлического кольца 5. 1 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 03 К Э/53

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4801452/21 (22) 05.01.90 (46) 30.08.92. Бюл. М 32 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт экспериментальной физики (72) H.Н.Домиловская, Б.Г.Птицын и В.Д.Селемир (56) Авторское свидетельство СССР

М 145623, кл. Н 03 К 3/53, 1961. (54) ГЕНЕРАТОР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

НЕСТАЦИОНАРНОЙ ПРОВОДИМОСТИ В

ГАЗОВЫХ СРЕДАХ... Ж,, 1758842 А1 (57) Изобретение относится к технике высоких напряжений и может применяться для проведения экспериментальных исследований, транспортировки высоковольтного электрического импульса в ионизированных средах. Генератор для исследования нестационарной проводиМости в газовых средах состоит иэ внешнего цилиндрического электрода 1, полого внутреннего электрода, источника -излучения 3, металлического диска 4, металлического кольца 5. 1 ил.

1758842

Изобретение относится к области техники высоких напряжений и может применяться для проведения экспериментальных исследований, транспортировки высоковольтнага электрического импульса в иониэированных средах.

Известен высоковольтный генератор, в котором между фланцами конденсаторов размещены диски из изоляционного материала.

В центре дисков расположены цилиндрические газовые камеры, закрытые с торцов металлическими крышками. Выступы на крышках образуют электроды искрового разрядника, Недостатком генератора является невозможность синхранйзации генератора с другими внешними устройствами.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, предназначенное для исследования динамики транспортировки коротких электромагнитных импульсов через иониэованные среды. Устройство состоит иэ вакуумированной камеры с расположенной внутри волноводнай линией, представляющей собой полосковую линию с постоянным импедансом. Камера пристыкована к ускорителю электронов, который является инициатором ионизации среды, а формирователь электрического импульса выполнен в виде внешнего генератора. Система диагностики располагается вдоль волновадной линии в предварительно вакуумированной и затем газонаполненной камере и позволяет определить характеристики электромагнитного импульса при его прохождении в ионизированнай среде. .Основные недостатки этой конструкции: импульс электромагнитного поля распространяется в направлении, противоположном импульсу ионизирующего излучения; существуют трудности синхронизации между импульсами; длительность электромагнитного импульса не совпадает с длительностью ионизирующего излучения; сложность конструкции (наличие генератора электромагнитных импульсов, система синхронизации); поскольку ионизация создается пучком заряженных частиц (электронами), то в пространстве. где распространяется электромагнитный импульс возникает в области обьемного электрического заряда, что приводит к искажению исследуемого сигнала.

Цель изобретения — повышение достоверности и надежности результатов исследований, уменьшение раэновременности между воздействием у-импульса и возбужденным электрическим импульсом на нагрузку, а также конструктивное упрощение генератора.

15

Поставленная цель достигается тем, что инициатор ионизации среды выполнен в виде источника гамма-излучения. Источник установлен со стороны ненагруженного торца волноводной линии, которая выполнена из подключенного к общей шине внешнего цилиндрического электрода и коаксиального с внешним изолированного полого внутреннего электрода. Во внутреннем .электроде волноводной линии со стороны его торца, обращенного к инициатору, установлен металлический диск толщиной, равной длине свободного пробега у-квантов, снаружи установлен цилиндрический металлический экран, а инициатор электрического. импульса выполнен в виде источника у -излучения.

Мощный поток жесткого у-излучения, проходя через воздушный промежуток. формирует в:нем поток комптоновских электро20 нов, направление которых практически совпадает с направлением движения квантов, Комптоновские электроны оседают в металлическом диске вследствие того, что

25 пробег электронов много меньше толщины диска. в результате чего заряжают его.

floToK у-квантов из металлического диска отсутствует, так как толщина диска равна длине свободного пробега у-квантов, и

З0 как результат, отсутствует поток комптонов ских электронов из диска.

Внешний электрод волноводной линии, имеющий гальваническую связь с землей, не. заряжается от воздействия потока yÇ5 квантов; поскольку ан защищен металлическим экраном, толщина которого равна пробегу у-квантов, вследствие чего между двумя электродами формируется электрический импульс.

Электрический импульс движется одновременно с потоком у-квантов в ионизованном газе и обеспечивает жесткую синхронизацию у-квантов и электрического импульса без дополнительных систем синхронизации. Повышение надежности генератора и уменьшение разновременности между импульсов у -квантов и электрическим импульсом осуществляется за счет того, что один и тот. же поток -квантов

50 производит ионизацию газа и он же формирует исследуемый электрический импульс.

Надежность генератора обеспечивается простотой и автономностью всех частей его конструкции.

При толщине диска, меньшей длины пробега у-квантов определенной энергии в материале диска. происходит инжекция комптонавских электронов из металличе1758842

10 дает необходимость в синхронизирующих устройствах между гамма-импульсом и генерируемым электрическим импульсом, направления электромагнитного импульса и импульса ионизирующего излучения савпадают в пространстве, где распространяется электромагнитный импульс, объемного электрического заряда в межэлектродном промежутке волноводной линии, выполненной в виде двух кааксиальных цилиндров, не вазн икает.

Формула изобретения

Генератор. для исследования нестационарной проводимости в газовых средах, со20

25 держащий нагруженную с -одного торца волноводную линию и инициатор ианизациисреды.отл ича ющийс ятем, что,c целью повышения достоверности результатов исследований, инициатор ианизации

30 среды выполнен в виде источника гамма-излучения и установлен со стороны ненагруженного торца волновадной линии, которая выполнена из подключенного к общей шине внешнего цилиндрического электрода и коаксиальнаго с внешним изолированного по35 лого внутреннего электрода, с обращенной к источнику гамма-излучения стороны ва внутреннем электроде установлен металлический диск, электрически подключенный к этому электроду, соосно с электродами между источником гамма-излучения и торцом волноводной линии на расстоянии, большем зазора между электродами волнаводной линии, установлено металлическое кольцо, при этом толщины диска и кольца выполнены равными длине полного пробега гамма-квантов в материале ди45 ска и кольца.

Составитель В. Селемир

Редактор Л. Пчолинская Техред М.Моргентал Корректор С. Юско

Заказ 3011 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гarapi»ia, 101 ской пластины, вследствие чего снижаются параметры электрического импульса.

Толщина, большая длины пробега, не является конструктивно допустимой, так как увеличивается вес установки.

На фиг. 1 изображен схематично генератор.

Волноводная линия образована из подключенного к общей шине внешнего цилиндрического электрода 1 диаметром 01 = 426 мм и коаксиальнаго с внешним изолированного полого внутреннего электрода 2 диа. метром Dz = 360 мм. Источником 3 гамма-излучения служит линейный индукционный ускоритель ЛИУ-10, трансформирующий энергию ускореннйх электронов в энергию тормозного излучения. С обращенной к источнику 3 гамма-излучения стороны ва внутреннем электроде 2 установлен металлический диск 4 толщиной 65 мм, электрически подключенный к этому электроду.

Соосно с электродами 1, 2 между источни.ком 3 гамма-излучения и торцом волноводной линии на расстоянии большем зазора между электродами волноводной линии установлено металлическое кольцо 5 высотой

65 мм с внутренним диаметром 426 мм .и внешним диаметром 500 мм. Толщина диска 4 и кольца 5 равна длине полного пробега у-квантов, .

Генератор работает следующим образом.

Поток жесткого гамма-излучения, проходя через воздушный промежуток, формирует в нем поток комптоновских электронов, направление которых практически совпадает с направлением движения гамма-квантов.

Комптоновские электроны оседают в стальном диске 4 вследствие того, что пробег электронов много меньше толщины диска и заряжают его. Поток гамм-квантов из стального диска отсутствует, так как толщина диска равна длине свободного пробега гамма-квантов и потому отсутствует поток камптановских электронов из диска. Внешний электрод 1 волновадной линии, имеющий гальваническую связь с землей, остается не заряженным, так как на него не действует поток гамма-квантов, поскольку он закрыт кольцом 5, вследствие чего между двумя электродами 1, 2 формируется электрический импульс, длительность франта которого z4, = 0,2-0,4 нс.

При толщине диска равной длине свободного пробега L = 65 мм величина разновременности гф = 0,2-0,4 нс.

Таким образом, по сравнению с прототипом, предлагаемый генератор обладает более высокой надежностью, так как отпа