Ускоритель прямого действия

 

( (ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 486628 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27, 06. 73 (21} 1928753/26-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43} Опубликовано 25 10 76 Бюллетень ¹ 39 (45) Дата опубликования описания 23.12.76 (51) N. Кл, Н 05 Н 5/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.384.5 (088. 8 ) E. А. Абрамян (72) Автор изобретения

Институт высоких температур AH СССР (71) Заявитель (54) УСКОРИТЕЛЬ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к ускорителям электронов прямого действия, точнее - к конструкциям вакуумных камер, в которых происходит ускорение протяженного электронного пучка; ускоренный пучок выпускается из вакуума и может быть использован для радиационных технологий, создания ионизации в больших газовых обьемах и других целей.

Известны ускорители прямого действи генерирующие в атмосфере протяженные (длиной 1 м и более) электронные пучки, содержащие протяженный эмиттер, расположенный в вакуумном оЬьеме, и длинное по размеру пучка окно с фолы ой для вьтпускг электронов из вакуума.

Недостатком таких установок является низкая надежность из-за возможности пробоя за счет инициирования пробоя высоковольтного промежутка вторичными частицами.

Цель изобретения - повышение мошности пучке и надежности работы ускорителя.

Эта цель достигается тем, что вакуумная камера для ускорения электронов, содержащая высоковольтный ввод напряжения, высоковольтный электрод с катодом, выпускное окно и средства для вакуумной откачки, высоковольтный электрод, закреп5 ченный консольно на высоковольтном вводе, катод, выполненный и виде длинной тонкой нити, равной длине электронного пучка. и снабженный натяжным устройством и несколькими промежуточными опорами, имеет расположенное за выпускной щелью устрой» ство для расширения пучка в направлении узкой стороны выходного окна, при этом ширина выпускной щели много меньше (по крайней мере, в 3-5 раз) ширины выпуск ного окна, а зазор между высоковольтным электродом и стенкой камеры увеличен на

1/3 или более в месте прохождения пучка

В высоковольтном зазоре пучок фокуси20 руется для получения его минимального поперечного размера в плоскости щели.

На фиг. 1 показано поперечное сечение вакуумной камеры; на фиг. 2 - ее продольное сечение.

25 Вакуумная камера 1 (фиг. 1) содержит

48 высоковольтный электрод 2, катод 3 и высоковольтный изолятор 4.

B вакуумной камере имеется щель 5, через которую электронный пучок 6 может попасть в объем 7, имеющий в сечении ,геометрию, аналогичную цилиндру Фарадея„

Обьем 7 заканчивается окном 8 с фоль-гой. Внутри объема 7 установлено устройство для расширения пучка вдоль малой стороны, например, пластины электр Остатической развертки 9. Вдоль всей фольги 8 лмеется устройство 10 для подачи возцуха для охлаждения фольги.

Внутрь высоковольтного изолятора вставлен высоковольтный кабель 11. Леталь 12 фиксирует изолятор 4 и используется для уплотнения кабеля 11 и создания замкнутого герметичного объема 13. Обьем 13 МОжет быть заполнен электрически прочной средой - маслом, сжатым газом и др.

Катод смонтирован на планке 14, на которой установлено натяжное устройство 15 и промежуточные опоры 16 для поддержания катода. Электрод 2 вместе со всеми расположенными внутри него устройствами крепится консольно на изоляторе 4.

Вакуумный высоковольтный зазор 17 (фиг. 2) обеспечивает электрическую прочность при номинальном напряжении. Высоковольтный зазор 18 увеличен, по сравнению с зазором 17, на 1/3 или более длч обеспечения электрической равнопрочности системы при прохождении в зазоре 18 мощного электронного пучка 6. для уменьшения попадания вторичных частиц фольги и с мишени, расположенной вне вакуума (на чертеже не показана), ширина выпускной щели 5 существеннэменьше (по крайней мере, в 3-5 раз) ширины выпускного окна 8.

При работе установки напряжение к высоковольтному электроду 2 подается кабелем 11. Как правило, целесообразно иметь кабель по крайней мере с двумя жилами для подачи также напряжения для накала катода. Необходимое положение накаленнс го катода обеспечивает натяжное устройство 15 и промежуточные опоры 16. Как показывают эксперименты, может быть подобрана форма электрода 2 и положение ка; тода 3, при которых лучок 6 в районе щели 5 имеет небольшие размеры даже при значительном отклонении катода от номинального положения (неточности установки)

Ускорение электродов происходит в зазоре 18, после чего пучок в виде узкой ленты попадает в объем 7. Здесь с помощью быстро меняющегося электрического поля (1-2 кгц), создаваемогс между пластинами 9 пучок разворачивается жи уменьше

НИд Ге Ц«ГО РНО»»И Pà 1. д e P« Е»(ЬЮ УЯ ЕНЬ— уцс ния на чей: »;. :, ".. Ого т ччe. ыделения

Геометрия обьема 7 Обеспе ивает заде жанне подавлшош"„- о ч р ла вторичных час тиц, вылетающих навс лзечу пучку 6 как с, Облучаемого вещества н;=,.Одчщегося вне вакуума ниже фсльги, на «ерТеКе не пс-. казанО) так и с жо. ".ыГ и вь .нускногО Окна. -ерез уэку о щель =- ь выссксвольтные зазоры 17 и 18д,олжно попасть мтпп?Малу ное количес тво BTGpH ä ò.< частиц, TG HMeeT кардинальное значение для Обеспечения влектрической прочности вакул."---1х зазоpQB 1 7 и 3 . TGK как язв&, «О чт1 «лай ление электрической пвс чности;вакуумных зазоров при т.-рохождении ".с;токсв заряженных частиц, а I Особенности интенсивных потоков, связано,. в первую счерепь, с появлением и размножение,l вторичных частиц.

Особенно существенным этот =-фф-;.-кт мсжет с-татz при непосредс твен -e9 б.- :. ти фоль= ги и Облучаемого с,,бье та:; вь,сокрвольтнс зазОру" пр H Отс»тств;хи Глз;:я".етых меО

Экь аНИРОВКИ.

Фольга Охчаждается воздухом, подаваемым Iepe ш — -!ü устройства 1 О.

»Гакая коне«тоукцич вакуу. и=-oI"- камеры может быть использована также для ускорения потоков тяжелых ":астиц. В этом случае вместо катода должен быть установлен источник тяжелых частиц

Фор мула изобр аления

Ускоритель прямого действия, содержащий вакуумн:ую камеру, высокОвольтный ввод с присоеди енж м к нему высоковольт ным формирующим электродом и эмиттером, например, выпслненным в виде нити катодом выпускную щель в стенке камеры с расположенным на ней выходным окном, затянутым фольгой, о = л и ч а ю шийся тем, что, с щелью повышения мощности пуч

EB и надежнос" рабеT I, eI Gpv! Te. 751„.GH cH86 жен устройством для расширения пучка в направлении, перпендикулярном направлению выпускной щели, расположенным межцу щелью h выходным Окном, при этом IIJHpHHG выпускной щели много меньше ширины выпускного окна, а зазор лежду высоковольтным электродом и стенкой камеры в области прохождения пучка увеличен не менее, чем на 1/3 по сравнению с зазором в остальной части камеры.

2. Ускоритель по и, 1, О т л и ч а юшийся тем, «То Он снабжен средствами для фокусировки электронного пучка в плоскости вь. пускной щели.