Устройство для облучения и способ корректировки положения пучка

Изобретение относится к высоковольтным ускорителям заряженных частиц и используется в качестве источника ионизирующего излучения для радиационно-химических процессов. Устройство для облучения содержит высоковольтный трансформатор-выпрямитель, включающий высоковольтный трансформатор, состоящий из магнитопровода, стержни с первичной обмоткой которого заключены в электростатические экраны, секционированную вторичную обмотку, выпрямительные элементы, включенные между секциями вторичной обмотки, ускорительную трубку с источником заряженных частиц, экран безопасности, внутри экрана безопасности установлена компенсирующая катушка с возможностью нахождения осевой составляющей магнитного поля в противофазе вектору поля, смещающего пучок заряженных частиц с оси ускорительной трубки. Способ корректировки положения пучка устройства для облучения включает создание высоковольтным трансформатором-выпрямителем высоковольтного ускоряющего потенциала, инициирование потока заряженных частиц в источнике заряженных частиц, ускорение потока заряженных частиц в секционированной ускорительной трубке, формирование пучка заряженных частиц, при этом создают дополнительное магнитное поле компенсирующими катушками, установленными на внутренней поверхности экрана безопасности. Изобретение позволяет корректировать положение пучка заряженных частиц в ускорительной трубке, повысить надежность и упростить конструкцию устройства. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Изобретение относится к высоковольтным ускорителям заряженных частиц и может быть использовано в качестве источника ионизирующего излучения для радиационно-химических процессов в различных отраслях народного хозяйства, в частности для облучения рулонированных материалов пучком электронов, для получения мощных потоков рентгеновского излучения с целью стерилизации продуктов питания, медицинских препаратов и т.д.

Известен высоковольтный трансформаторный ускоритель заряженных частиц (а.с. №698480 - Л1), содержащий ускорительную трубку, размещенную на оси пространственно-симметричного магнитопровода трасформатора с четным числом стержней, соединенных ярмами. На каждом из стержней имеется первичная и секционированная вторичная обмотки. Секционированная вторичная обмотка соединена выпрямительными элементами, которые установлены равномерно по высоте вторичной обмотки. Суммарная высота секций вторичной обмотки равна высоте ускорительной трубки. Стержни трансформатора разбиты на группы, в частном решении по три стержня в группе, первичная обмотка отдельной группы включена в трехфазную сеть, причем обмотки, расположенные на диаметрально противоположных стержнях, включены так, что поле рассеяния обмотки на одном стержне компенсируется полем рассеяния диаметрально расположенной обмоткой противоположного стержня. Теоретически, в каждый момент времени поле на оси симметрии трансформатора полностью скомпенсировано, т.е. отсутствует. Тем самым достигаются условия для транспортировки пучка заряженных частиц в ускорительной трубке ускоряющим потенциалом, созданным совокупностью элементов на основе двух 3-фазных трансформаторов, параллельно включенных на общую нагрузку.

Наиболее близким к предлагаемому устройству для облучения является устройство для облучения (Мощный ускоритель электронов для промышленных радиационно-химических установок. Акулов В.В. и др. Доклады Второго Всесоюзного совещания по применению ускорителей заряженных частиц в народном хозяйстве (1-3 октября 1975 г). Т1, Л., НИИЭФА, 1976, стр.136-141 - Л2).

Устройство для облучения содержит: высоковольтный 3-фазный трансформатор, ускорительную трубку, размещенную на оси пространственно-симметричного магнитопровода. В нижней части стержней размещается первичная обмотка и секционированная вторичная обмотка, соединенная выпрямительными элементами. Каждый стержень с первичной обмоткой помещен в электростатический экран и его верхняя часть свободна от обмотки. Стержни соединены верхним и нижним ярмами. Верхнее ярмо закрыто экраном. Высота секционированной вторичной обмотки равна высоте ускорительной трубки. На электроды ускорительной трубки установлены магнитные экраны, которые ограничивают проникновение магнитного поля обмоток трансформатора внутрь объема ускорительной трубки. Полностью, т.е. 100%, экранировку ускорительной трубки выполнить невозможно, т.к. между магнитными экранами должен быть изоляционный зазор и его электрическая прочность должна быть эквивалентной электрической прочности изоляционному промежутку между ближайшими электродами ускорительной трубки. Совместно с фокусирующей катушкой и устройством развертки пучка, эти магнитные экраны создают необходимые условия для транспортировки пучка к мишени, а также возможность корректировки положения пучка заряженных частиц в ускорительном тракте.

Проведенные расчеты и эксперименты показали, что уже при токе 50мА возникают трудности с проводкой пучка по ускорительному тракту. Увеличивается токоосаждение на электроды ускорительной трубки, что ведет к нагреву электродов. Повышенный нагрев электродов может привести к потере герметичности ускорительной трубки. При увеличении мощности устройства для облучения негативные факторы будут возрастать.

Известное решение (Л1) решает задачу компенсации полей рассеяния высоковольтного трансформатора, которые смещают пучок заряженных частиц с оси ускорительной трубки, однако данное решение увеличивает сложность устройства, т.к. необходимо изготовить двойной комплект узлов высоковольтного трансформатора, требует повышенной точности в идентичности элементов конструкции высоковольтного трансформатора (площади сечения стержней трансформатора, числа витков обмоток и т.д.) и монтажа устройства. Небольшие отклонения указанных параметров приведут к появлению отклоняющего поля, которое сместит пучок с оси ускорительной трубки и которое не позволит получить максимальные параметры устройства (мощности, надежности, КПД и т.д.).

С помощью известного решения (Л2), которое наиболее близко заявляемому, можно уменьшить влияние полей рассеяния от обмоток высоковольтного трансформатора, однако, при мощностях устройства для облучения в несколько сотен киловатт, этих мер будет недостаточно, т.к. токоосаждение увеличится и надежность работы ускорительной трубки упадет или совсем будет невозможна.

Основной задачей, решаемой с помощью заявляемого устройства для облучения, является корректировка положения пучка заряженных частиц в ускорительной трубке за счет компенсации полей рассеяния высоковольтного трансформатора, влияющих на положение пучка заряженных частиц, повышение надежности и упрощение конструкции устройства для облучения.

В заявляемом устройстве для облучения, содержащем высоковольтный трансформатор-выпрямитель, включающий высоковольтный трансформатор, состоящий из магнитопровода, стержни с первичной обмоткой которого помещены в электростатические экраны, секционированную вторичную обмотку на стержнях трансформатора, выпрямительные элементы, включенные между секциями вторичной обмотки, ускорительную трубку с источником заряженных частиц, экран безопасности, внутри которого установлена компенсирующая катушка с возможностью нахождения осевой составляющей магнитного поля в противофазе вектору поля, смещающего пучок заряженных частиц с оси ускорительной трубки, причем в случае установки ускорительной трубки на оси симметрии магнитопровода высоковольтного трансформатора число компенсирующих катушек кратно числу стержней высоковольтного трансформатора, а если ускорительная трубка смещена с оси симметрии магнитопровода высоковольтного трансформатора, то число компенсирующих катушек равно числу стержней и дополнительная компенсирующая катушка установлена против смещенной ускорительной трубки.

При этом диаметр компенсирующих катушек определяется соотношением:

F<D<1/2H, где

F - диаметр электростатического экрана стержня трансформатора;

D - наибольший диаметр компенсирующей катушки:

Н - длина ускорительной трубки, и могут повторять форму образующей поверхности экрана безопасности и выполняться в форме эллипса, причем большая и малая оси эллипса находятся в пределах:

F<O<1/2H

F<O1<L, где

F - диаметр электростатического экрана стержня трансформатора,

О - длина большой оси эллипса,

Н - длина ускорительной трубки,

O1 - длина малой оси эллипса,

L - расстояние в свету между двумя соседними стержнями. В частном случае между компенсирующими катушками и экраном безопасности установлен замкнутый магнитный экран, причем по высоте ускорительной трубки может быть установлено несколько рядов компенсирующих катушек и несколько рядов замкнутых магнитных экранов, при этом компенсирующие катушки установлены на каркас с независимой регулировкой положения относительно ускорительной трубки.

Кроме того, компенсирующие катушки имеют независимую систему питания и в частном случае, могут быть связаны с первичной обмоткой высоковольтного трансформатора с возможностью компенсации радиальной составляющей магнитного поля от него.

Способ корректировки положения пучка устройства для облучения, включающий создание высоковольтным трансформатором-выпрямителем высоковольтного ускоряющего потенциала, инициирование потока заряженных частиц в источнике заряженных частиц, ускорение потока заряженных частиц в ускорительной трубке, формирование пучка заряженных частиц, состоит в том, что создается дополнительное магнитное поле компенсирующими катушками, установленными на внутренней поверхности экрана безопасности.

На Фиг.1 представлено устройство для облучения с высоковольтным трансформатором-выпрямителем, магнитопровод которого содержит три стержня на Фиг.2 изображено поперечное сечение устройства для облучения, содержащее три стержня с числом компенсирующих катушек, кратным единице (число катушек 3, число стержней 3), на Фиг.3 изображено поперечное сечение устройства для облучения, содержащее три стержня магнитопровода с числом компенсирующих катушек, кратным 2 (число катушек 6, число стержней 3), на Фиг.4 изображено поперечное сечение устройства для облучения, содержащее три стержня с дополнительной компенсирующей катушкой, установленной против смещенной ускорительной трубки, на Фиг.5 показано устройство для облучения с компенсирующими катушками в форме эллипса, установленными в два ряда, на Фиг.6 показана схема включения компенсирующих катушек для 3-фазной магнитной системы с тремя стержнями и числом катушек кратным единице (число компенсирующих катушек равно трем), которые подключены к зажимам первичной обмотки, на Фиг.7 показана схема включения компенсирующих катушек для 3-фазной магнитной системы с тремя стержнями и числом катушек кратным единице (число компенсирующих катушек равно трем), которые подключены через специальные блоки питания, на Фиг.8 - график смещения пучка заряженных частиц с оси ускорительной трубки по ее длине.

Устройство для облучения ускоренными частицами состоит из высоковольтного трансформатора-выпрямителя 1, содержащего магнитопровод 2 и включающего, в частном случае, три стержня 3 и два ярма 4. (Фиг.1). На стержнях 3 намотана первичная обмотка 5. Стержени 3 с первичной обмоткой 5 помещены в электростатический экран 6. Вторичная обмотка 7 высоковольтного трансформатора-выпрямителя секционированная. Снаружи секции вторичной обмотки 7 стержней 3 охватываются градиентным кольцом 8. На одном из стержней 3 магнитопровода размещена катушка 9 питания источника заряженных частиц 10. Секции вторичной обмотки 7 соединены выпрямительными элементами 11. Внутри градиентных колец 8 установлена ускорительная трубка 12 с источником заряженных частиц 10. В частном решении, ускорительная трубка 12 установлена на оси симметрии магнитопровода 2 (Фиг.1,2,3).

Экран 13 выравнивает электрическое поле между вторичной обмоткой 7 и ярмом 4 магнитопровода трансформатора-выпрямителя. Ускорительная трубка 12 состоит из электродов 14 изоляторов 15. Каждый электрод 14 ускорительной трубки 12 может иметь кольцевые магнитные экраны 16.

На дрейфовом участке 17 ускорительной трубки 12 установлена фокусирующая катушка 18, на входе в вакуумную камеру 19 размещено устройство развертки пучка 20 заряженных частиц. Вакуумная камера 19 имеет выпускное окно 21, обеспечивающее технологическое использование пучка заряженных частиц.

Высоковольтный трансформатор-выпрямитель устройства для облучения с ускорительной трубкой 12 помещены в экран безопасности 22, который обеспечивает необходимые параметры системы создания высоковольтного потенциала, а также инициирование, формирование и ускорение пучка заряженных частиц.

Внутри экрана безопасности 22 установлено, в частном конструктивном решении, два ряда 23 и 24 компенсирующих катушек 25 и число катушек кратно числу стержней, между экраном безопасности 22 и компенсирующими катушками 25 каждого ряда 23 и 24 катушек размещен замкнутый магнитный экран 26, который улучшает связь между компенсирующими катушками 25 одного ряда. Компенсирующие катушки 25 закреплены на каркасе 27 с возможностью регулировки положения относительно ускорительной трубки 12. Каркас установлен на нижней плите 28 трансформатора-выпрямителя 1 (Фиг.5). Регулировка положения выполняется устройствами перемещения 29. Компенсирующие катушки 25 могут повторять форму образующей поверхности экрана безопасности 22 и иметь форму, близкую к эллипсу. Указанная форма компенсирующих катушек 25 обеспечивает уменьшение габаритов экрана безопасности 22 и может захватить больший участок ускорительной трубки 12 по ее длине, положение пучка, на оси которой необходимо скорректировать, что позволит использовать меньшее количество рядов компенсирующих катушек 25 или использовать только один ряд компенсирующих катушек 25. Дополнительная компенсирующая катушка 30 (Фиг.4) установлена на минимальном расстоянии от ускорительной трубки 12 при установке ее не на оси симметрии магнитопровода 2.

Компенсирующие катушки 25 подключаются к устройствам питания 31 (Фиг.7), которые регулируют параметры питания компенсирующих катушек 25 в зависимости от режима работы устройства для облучения. В частном решении устройства для облучения, катушки подключаются к зажимам первичной обмотки 5 (Фиг.6), находящейся на стержнях 3, поле которой компенсирующая катушка 25 компенсирует.

Устройство для облучения работает следующим образом. Высоковольтный трансформатор-выпрямитель 1 создает высоковольтный ускоряющий потенциал на экране 13. Источник заряженных частиц 10, получающий питание от катушки 9, инициирует поток заряженных частиц, который ускоряется в ускорительной трубке 12. Электроды 14 ускорительной трубки 12 формирует пучок заряженных частиц, которые одновременно экранируют пучок заряженных частиц в ускорительной трубке от полей рассеяния обмоток высоковольтного трансформатора-выпрямителя 1. Экранирующее действие электродов 14 можно увеличить, установив на них кольцевые магнитные экраны 16. Магнитные экраны 16 не могут быть установлены на электроды 12 ускорительной трубки 10 без зазора, т.к. необходим изоляционный зазор между ними, электрическая прочность которого должна быть не менее электрической прочности одного изоляционного зазора ускорительной трубки 12. В зазор между электродами 14 и магнитными экранами 16 проникает поле рассеяния обмоток высоковольтного трансформатора.

Результирующий вектор магнитного поля рассеяния складывается из суммы векторов полей рассеяния обмоток фаз А, В, С. В каждый момент времени суммарное магнитное поле компенсирующих катушек K1, К2, K3 должно быть по величине и направлению таким, чтобы компенсировать отклоняющее поле на оси ускорительной трубки 12. Это достигается, например, тем, что компенсирующие катушки К1, К2, К3 включают параллельно и в противофазе первичным обмоткам 5 фаз А, В, С трансформатора-выпрямителя 1 (Фиг.2,6). Параметры создаваемого компенсирующими катушками K1, К2, К3 магнитного поля, согласованные с параметрами первичной обмотки, автоматически создадут результирующее магнитное поле, следящее за изменениями параметров первичной обмотки и высоковольтного трансформатора-выпрямителя в целом.

При числе компенсирующих катушек в устройстве для облучения, кратном двум (Фиг.3), компенсирующие катушки включаются парами: К14; К25; К36 к первичным обмоткам соответствующих фаз трансформатора-выпрямителя, но могут быть подключены и к устройствам питания 31 (Фиг.7).

Аналогично парами K14, K23 подключаются к устройствам питания 31 катушки 25 и дополнительная катушка 30, в случае расположения ускорительной трубки 12 не на оси симметрии магнитопровода 2 (Фиг.4).

При подключении компенсирующих катушек через устройство питания 31 расширяются возможности по корректировке пучка частиц, так как параметры питания компенсирующих катушек могут быть индивидуальными для каждой компенсирующей катушки. Это также необходимо в связи с тем, что параметры стержней (сечение, число витков и т.д.) не могут быть полностью идентичными.

Особенно сильное влияние поле рассеяния оказывает в начальной стадии ускорения заряженных частиц у источника заряженных частиц 10, т.к. пучок еще не сформирован. У другого конца ускорительной трубки влияние его меньше, т.к. пучок имеет высокую энергию. Поэтому корректировку положения пучка представляется возможным производить только в районе источника заряженных частиц 10, имея один ряд компенсирующих катушек 25 (Фиг.1).

Характерный график смещения пучка заряженных частиц с оси ускорительной трубки 12 по ее длине представлен на Фиг.8. Кривая изменения поля примерно в средней части меняет знак, т.к. поле меняет свое направление относительно ускорительной трубки 12 во второй ее части. Величина смещения уже ускоренного пучка в этой части ускорительной трубки зависит от качества формирования пучка в районе источника заряженных частиц 10 и имеет значения, которые не выходят за пределы допустимого значения.

В случаях, когда невозможно получить удовлетворительные результаты по величине смещения в этой части ускорительной трубки, учитывая особенность отклонения пучка, необходимо создавать разное направление компенсирующего магнитного поля в одной и другой частях ускорительной трубки. Для этого вводится еще ряд 24 компенсирующих катушек 25 (Фиг.5).

Для прецизионной корректировки положения пучка заряженных частиц может быть N рядов компенсирующих катушек, имеющих свои индивидуальные параметры питания от устройства питания 31. Для этих же целей служит устройство перемещения 29 индивидуальной регулировки положения компенсирующих катушек 25. Настройка системы производится в момент наладки устройства для облучения с помощью датчика магнитного поля, установленного на оси ускорительной трубки 12. Перемещая компенсирующие катушки 25, а также меняя параметры питания компенсирующих катушек 25 с помощью устройства питания 31 (Фиг.7), добиваются максимального эффекта - компенсации магнитного поля на оси ускорительной трубки.

Подключение компенсирующих катушек к зажимам первичной обмотки - более простое решение, однако оно может не обеспечить корректировку положения пучка заряженных частиц при разных режимах работы (разное ускоряющее напряжение) устройства для облучения.

Известен способ корректировки положения пучка заряженных частиц в ускорительном тракте, состоящем из источника заряженных частиц, ускорительной трубки с электродами, фокусирующей катушки, устройства развертки пучка и выпускного окна, заключающийся в том, что, перемещая относительно оси пучка фокусирующую катушку или полюса электромагнитов устройства развертки пучка, добиваются максимального значения тока пучка за фольгой выпускного окна. При этом фокусирующая катушка может перемещаться по высоте дрейфового участка ускорительного тракта (Л2). Устройство развертки обеспечивает сканирование пучка в плоскости выпускного окна таким образом, чтобы фольга выдерживала максимальный срок службы, не теряя своих параметров (герметичности), меняет размер поля облучения, обеспечивает защиту фольги выпускного окна при аварийном отключении устройства для облучения. Таким образом, эти устройства воздействуют на пучок заряженных частиц с помощью созданных ими магнитными полями.

Кроме того, пучок заряженных частиц в ускорительной трубке защищен от воздействия полей рассеяния магнитными экранами, надетыми на каждый электрод ускорительной трубки. Магнитные экраны друг относительно друга должны быть установлены с изоляционным зазором, который обеспечивает электрическую прочность, равную электрической прочности изоляционному зазору по поверхности между смежными электродами ускорительной трубки. Зазор должен быть минимальным, большой размер зазора приведет к проникновению магнитного поля внутрь объема ускорительной трубки и смещению пучка заряженных частиц с ее оси.

Известный способ корректировки положения пучка заряженных частиц решает задачу транспортировки пучка за фольгу выпускного окна, однако требует дополнительных магнитных экранов, которые должны быть установлены на электроды ускорительной трубки, для защиты пучка от полей рассеяния, но даже при их установке проблема проводки пучка по ускорительному тракту полностью не решается.

Известен способ корректировки положения пучка заряженных частиц, при котором, сохраняя все методы управления положением пучка заряженных частиц в ускорительном тракте, а именно, ускорительную трубку, фокусирующую катушку, устройство развертки пучка, создается дополнительное магнитное поле, которое компенсирует магнитное поле, смещающее пучок с оси ускорительного тракта устройства (Л1). Компенсация магнитного поля происходит за счет установки стержней трансформатора с одинаковыми обмоточными данными симметрично оси пучка при включении первичных обмоток на этих стержнях таким образом, что поля рассеяния направлены встречно. При 3-фазной системе, которая проста и перспективна в использовании в таких устройствах, таких дополнительных стержней должно быть три, чтобы каждая пара стержней компенсировала поля рассеяния друг друга.

С помощью известного способа (Л1) корректировки положения пучка, который наиболее близок заявляемому устройству, можно решить вопрос компенсации полей рассеяния, смещающих пучок с оси ускорительной трубки, однако поля рассеяния полностью скомпенсировать сложно из-за невозможности изготовления полностью идентичных стержней с обмотками, что в свою очередь создаст не скомпенсированное поле, которое будет тем больше, чем будет больше расти мощность устройства для облучения.

Основной задачей, решаемой с помощью заявляемого способа корректировки положения пучка заряженных частиц, является корректировка положения пучка заряженных частиц в ускорительном тракте устройства для облучения.

В заявляемом способе корректировки положения пучка устройства для облучения, включающем создание высоковольтным трансформатором-выпрямителем высоковольтного ускоряющего потенциала, инициирование потока заряженных частиц в источнике заряженных частиц, ускорение потока заряженных частиц в ускорительной трубке, формирование пучка заряженных частиц, создается дополнительное магнитное поле компенсирующими катушками, установленными на внутренней поверхности экрана безопасности.

Способ корректировки состоит в том, что на внутренней поверхности экрана безопасности 22 устанавливаются компенсирующие катушки 25 (Фиг.1). Созданное компенсирующими катушками 25 результирующее магнитное поле взаимодействует с магнитным полем рассеяния от обмоток высоковольтного трансформатора-выпрямителя 1, корректирует положение пучка заряженных частиц на оси ускорительной трубки. Способ корректировки положения пучка наиболее перспективен при трехфазной системе, т.к. она наиболее распространена, экономична, проста, не создает перекоса фаз в питающей сети и т.д., хотя он может быть использован и для других систем питания.

В 3-фазном трансформаторе (Фиг.2; 3) результирующее магнитное поле смещает с оси ускорительной трубки 12 пучок заряженных частиц. Компенсирующие катушки 25, подключенные в противофазе к зажимам первичной обмотки 5, создадут также магнитное поле. Таким образом, магнитное поле рассеяния от катушек трансформатора будет скомпенсировано либо уменьшено до минимальных значений, которое не приведет к значительному смещению пучка с оси ускорительной трубки. Небольшое смещение может быть скорректировано другими элементами ускорительного тракта: электродами14 ускорительной трубки 12, фокусирующей катушкой 18 и устройством развертки 20 пучка заряженных частиц для получения требуемого эффекта на выпускном окне 21 вакуумной камеры 19.

Ускорительная трубка 12, ее электроды 14, формирует пучок заряженных частиц, излучаемых источником заряженных частиц 10.

Фокусирующая катушка 18 в устройстве для облучения необходима для регулирования размера пятна пучка заряженных частиц на фольге выпускного окна 21. В незначительной степени фокусирующая катушка может влиять на его расположение в выпускном окне 21 вакуумной камеры 19.

Устройство развертки пучка 20 влияет на расположение пучка заряженных частиц на фольге выпускного окна 21. Смещает его как по ширине окна, так и по его длине.

Все эти элемента ускорительного тракта и источник заряженных частиц влияют на прохождение пучка заряженных частиц по ускорительному тракту и расположение пучка на фольге выпускного окна.

Введение компенсирующих катушек способствует той же цели. Компенсирующие катушки 25, влияя на формирование пучка заряженных частиц в начальной стадии ускорения, корректируя его положение в ускорительной трубке 12, становятся важным элементом устройства для облучения, а способ корректировки положения пучка заряженных частиц в ускорительной трубке устройства для облучения способствует увеличению его мощности.

1. Устройство для облучения, содержащее высоковольтный трансформатор-выпрямитель, включающий высоковольтный трансформатор, состоящий из магнитопровода, стержни с первичной обмоткой которого заключены в электростатические экраны, секционированную вторичную обмотку, выпрямительные элементы, включенные между секциями вторичной обмотки, ускорительную трубку с источником заряженных частиц, экран безопасности, отличающееся тем, что внутри экрана безопасности установлена компенсирующая катушка с возможностью нахождения осевой составляющей магнитного поля в противофазе вектору поля, смещающего пучок заряженных частиц с оси ускорительной трубки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ускорительная трубка установлена на оси симметрии магнитопровода высоковольтного трансформатора, при этом число компенсирующих катушек кратно числу стержней высоковольтного трансформатора.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что ускорительная трубка смещена с оси магнитопровода высоковольтного трансформатора, при этом число компенсирующих катушек равно числу стержней, и дополнительная компенсирующая катушка установлена против смещенной ускорительной трубки.

4. Устройство по пп.1-3, отличающееся тем, что диаметр компенсирующих катушек определяется соотношением

F<D<1/2Н,

где F - диаметр электростатического экрана стержня трансформатора;

D - наибольший диаметр компенсирующей катушки;

Н - длина ускорительной трубки.

5. Устройство по пп.1-4, отличающееся тем, что компенсирующие катушки повторяют форму образующей поверхности экрана безопасности.

6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что компенсирующие катушки выполнены в форме эллипса, причем большая и малая оси эллипса находится в пределах:

F<О<1/2H;

F<O1<L,

где F - диаметр электростатического экрана стержня трансформатора,

О - длина большой оси эллипса,

Н - длина ускорительной трубки,

О1 - длина малой оси эллипса,

L - расстояние в свету между двумя соседними стержнями.

7. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что между компенсирующими катушками и экраном безопасности установлен замкнутый магнитный экран.

8. Устройство по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что по высоте ускорительной трубки установлено N рядов компенсирующих катушек и N рядов замкнутых магнитных экранов.

9. Устройство по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что компенсирующие катушки установлены на каркас с независимой регулировкой положения относительно ускорительной трубки.

10. Устройство по любому из пп.1-9, отличающееся тем, что компенсирующие катушки имеют независимую систему питания.

11. Устройство по любому из пп.1-9, отличающееся тем, что компенсирующие катушки соединены с первичной обмоткой трансформатора с возможностью компенсации радиальной составляющей магнитного поля от него.

12. Способ корректировки положения пучка устройства для облучения включает создание высоковольтным трансформатором-выпрямителем высоковольтного ускоряющего потенциала, инициирование потока заряженных частиц в источнике заряженных частиц, ускорение потока заряженных частиц в секционированной ускорительной трубке, формирование пучка заряженных частиц, отличающийся тем, что создают дополнительное магнитное поле компенсирующими катушками, установленными на внутренней поверхности экрана безопасности.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для моделирования микрометеоритов и техногенных частиц. .

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения составов смесей веществ после преобразования веществ в низкотемпературную плазму, например для измерения изотопного состава естественной смеси веществ в широком диапазоне множественности химических элементов, находящихся в виде положительных и отрицательных по знаку электрического заряда ионов.

Изобретение относится к ускорителям пучков заряженных частиц, в частности электронов, и может быть использовано в физике, химии и медицине. .

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано для вывода пучка заряженных частиц в атмосферу или облучаемую среду для облучения объекта с двух сторон.

Изобретение относится к области сильноточной высоковольтной электроники и может использоваться, например, для накачки лазеров на самоограниченных переходах. .

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для генерации электронных и ионных пучков наносекундной длительности с высокой частотой следования импульсов.

Изобретение относится к ускорительной технике, а конкретнее к ускорителям, применяемым для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза. .

Изобретение относится к ядерной технике. .

Изобретение относится к ускорителям заряженных частиц и может быть использовано для облучения жидкости, газов, водно-газовых и др. .

Изобретение относится к области плазменной техники и может быть применено при разработке электронно-лучевых устройств и использовано в электронно-лучевой технологии, экспериментальной физике, плазмохимической технологии.

Изобретение относится к области прикладной сверхпроводимости и может быть использовано при изготовлении механически нагруженных сверхпроводящих обмоток с напряжением проводника больше 100 МПа при работе, а также сверхпроводящих обмоток и устройств, работающих в переменных режимах, например сверхпроводящих магнитов для ускорителей заряженных частиц и сверхпроводящих индуктивных накопителей энергии.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при изготовлении сверхпроводящих магнитных систем для генерации стационарных магнитных полей.

Изобретение относится к сверхпроводящей катушке, в которой увеличена стабильность плотно намотанной сверхпроводящей обмотки и повышена устойчивость к подавлению сверхпроводимости.

Изобретение относится к области криогенной электротехники, в частности к конструкции сверхпроводящей обмотки электромагнитных устройств. .

Изобретение относится к электротехнике. .

Изобретение относится к электротехнике и энергетике и может быть использовано при конструировании и производстве магнитов со сверхпрово-. .

Изобретение относится к области прикладной сверхпроводимости и может быть использовано для изготовления сверхпроводников при сильно механически нагруженных сверхпроводящих обмоток (с напряжением проводника больше 100 МПа при работе), а также для сверхпроводящих обмоток и устройств, работающих в переменных режимах, например сверхпроводящих индуктивных накопителей энергии, дипольных и квадрупольных магнитов для ускорителей заряженных частиц
Наверх