FI69383C - Elektronaccelerator - Google Patents

Description

69383

Elektronikiihdytin

Keksintö koskee kiihdytintekniikkaa ja erityisesti elektronikiihdyttimiä.

5 Kyseisellä tekniikan alalla on ennestään tunnettu elektronikiihdytin (ks. US-patenttia 3 433 947, julkaistu 1969), joka käsittää täysin suojatun tyhjiökammion, jossa on elektronisuihkupyyhkäisyjärjestelmä ja ohuesta levystä muodostuva ulostuloikkuna, jonka läpi elektroni-10 suihku pääsee atmosfääriin. Elektronisuihkulla säteily- tettävä materiaali kuljetetaan ulostuloikkunan eteen. Vaaditun tyhjiön luomiseksi ja ylläpitämiseksi kiihdyttimen tyhjiökammiossa on tyhjöpumppu liitetty putkijohdolla tyh-jiökammioon. Putkijohto on viety tyhjiökammion seinässä 15 olevan reiän läpi. Tämä reiän eteen on asetettu n. 25 mm paksu lyijylevy moninkertaisten heijastumien aikaansaamiseksi ja siten röntgensäteilyn vaimentamiseksi. Tämä vaimennus aiheutuu elektrodien hidastumisesta (jarrutuksesta) säteilytetyssä aineessa ja sen kulkiessa kammion tyhjiö-20 tilan, putkijohdon ja tyhjöpumpun läpi atmosfääriin.

Lyijylevyn johdosta putkijohdon sisäosalla on taivutettu muoto, minkä takia sen pituus ja virtausvastus suurenee, mistä seuraa tyhjiöintinopeuden aleneminen ja suurimman saavutetun tyhjiön väheneminen tyhjiökammiossa.

25 Tämä tyhjiön pieneneminen huonontaa elektronikiihdytti- men luotettavuutta yhtäältä elektronilähteen, so. kiihdy-tysputken elektronitykin, lyhentyneen käyttöiän ja toisaalta kaasuvirran ja lisäjarrutusröntgensäteilyn johdosta, mikä lisää putken sähköisen pettämisen todennäköisyyttä.

30 Tekniikassa on ennestään tunnettu myös elektroni- kiihdytin, joka on kuvattu artikkelissa, joka on otsikoitu "Promyshlennye Uskoriteli Serii "Elektron” dia Radiat-sionnoy himii" ja jonka on laatinut V.V. Akulov et ai., julkaissut NIIEFA, Leningrad, 1974, sivu 11. Tässä kiih- 2 69383 dyttimessä on säteilysuojametallikammio, johon on sijoitettu ulostuloikkunallinen tyhjiökammio, elektronisuihku-pyyhkäisyjärj es telinä, tyhjiöpumppuja ja tyhjöntarkkailu-laite. Koska tyhjiöpumput ja mainittu tarkkailulaite on 5 asetettu säteilysuojakammioon yhdessä tyhjiökammion kanssa, pumput on liitetty kammioon suorilla putkijohdoilla (ei siis putkikaarilla), mistä seuraa pienempi vastus verrattuna taivutettuun putkijohtoon, jota käytetään yllä mai-nitus US-patentin mukaisessa elektronikiihdyttimessä. Täs-1q tä syystä tyhjöpumput voivat kehittää suuremman tyhjiön tyhjiökammioon ilman että siitä seuraa haitallisia vaikutuksia yhdessä kiihdyttimen tyhjiön pienenemisen kanssa.

Kun kiihdytin toimii, tyhjiökammion ikkunan läpi kulkeva elektronisuihku ei ainoastaan aiheuta röntgensä-15 teilyn hidastumista sen törmätessä säteilytettyyn materiaaliin ja tätä liikuttavan kuljettimen osiin ikkunan alla, vaan myös hajottaa säteilytysvyöhykkeessä olevaa kaasumaista väliainetta, so. ilman typpeä, happea ja hiilidioksidia, ja muodostaa hiilimonoksidia, typpidioksidia 20 ja muita kemiallisesti aktiivisia aineita. Myrkyllisiä, palo- ja räjähdysvaarallisia aineita voi myös muodostua elektronisuihkun vaikuttaessa säteilytettävään materiaaliin ja ympärillä oleviin kohteisiin. Koska kaikki kiihdyttimen mainitut elementit on suljettu yhdessä elektroni-25 suihkun ulostuloikkunan ja säteilytysvyöhykkeen kanssa säteilysuojakammion sisätilaan, niin yllä mainitut aineet, joilla on suuri kemiallinen aktiviteetti, ja heti ulostuloikkunan läheisyyteen muodostunut voimakas röntgensäteily aiheuttavat säteilysuojakammiossa olevien kiihdyttimen 30 osien korroosiota ja tuhoutumista.

Näin ollen tämän kiihdyttimen samoin kuin US-paten-tissa 3 433 947 esitetyn kiihdyttimenkin luotettavuus osoittautuu riittämättömäksi, vaikkakin jälkimmäisessä muista syistä. Lisäksi röntgensäteilyn estämiseksi vuotamasta 35 ulkopuolelle olisi kaikki eri yhteyksien (sähkökaapelit, ti 3 69383 esityhjiöputkijohdot jne) läpiviennit kiihdyttimen elementeille pitänyt suorittaa sokkelotiivisteillä säteily-suo jakammiossa/ mikä tuottaa vaikeuksia kiihdyttimen mainitussa kammiossa sijaitsevien elementtien ja koko 5 kiihdyttimen kunnossapidossa.

Esillä olevan keksinnön päätavoitteena on saada aikaan elektronikiihdytin, jonka säteilysuojakammio on tehty sellaiseksi, että elektronisuihkupyyhkäisyjärjestel-mä, tyhjöpumput ja tyhjiöntarkkailulaite eivät ole alttii-10 na kemiallisesti aktiiveille aineille, joita muodostuu kiihdytettyjen elektronien ja kaasumaisen väliaineen keskinäisestä vaikutuksesta, eivätkä voimakkaalle röntgensäteilylle.

Tähän tavoitteeseen pyrkien saadaan aikaan elektronikiihdytin, joka käsittää säteilysuojakammion, johon on 15 sijoitettu ulostuloikkunallinen tyhjiökammio, elektronisuihkupyyhkäisyjär jestelmä ja tyhjiöpumppuja, jotka on liitetty tyhjiökammioon, sekä tyhjiöntarkkailulaite, jolle kiihdyttimelle on tunnusomaista, että säteilysuojakammios-sa on väliseinä, joka yhdessä tyhjiökammion kanssa jakaa 20 suojakammion kahteen suljettuun osastoon, joista toisessa on tyhjiökammion ulostuloikkuna ja toisessa elektronisuihkupyyhkäisyjär jestelmä, tyhjiöpumput ja tyhjiöntarkkailulaite .

Tämä säteilysuojakammion väliseinä heikentää jar-25 rutusröntgensäteilyä, joka vaikuttaa haitallisesti elektronisuihkupyyhkäisyjär jestelmään, tyhjiöpumppuihin ja tyhjiönvalvontalaitteeseen. Tämä heikentyminen johtuu melko pitkästä etäisyydestä mainitut elementit sisässään pitävän osaston ja tyhjiökammion ulostuloikkunan välillä ja 30 myös siitä, että tyhjiökammion poikkipinta-ala siinä paikassa, johon väliseinä on asennettu, on pienempi kuin poikkipinta-ala siinä kohdassa, johon ulostuloikkuna on asetettu. Lisäksi tämä väliseinä eliminoi niiden kemiallisesti hyvin aktiivisten aineiden tunkeutumisen kiihdyttimen 35 yllä mainittujen elementtien luo, jotka ovat muodostuneet 69383 kaasumaisen väliaineen hajoamisen johdosta.

Keksintöä kuvataan lähemmin seuraavassa erityisen suoritusmuodon osalta viitaten oheiseen piirustukseen, joka esittää pituusleikkauksen keksinnön mukaisesta kiih-5 dyttimestä.

Piirustukseen viitaten keksinnön mukainen elektroni-kiihdytin käsittää metallikartion muodossa olevan tyhjiö-kammion 1, jossa on ohuesta levystä tehty ulostuloikkuna 2 kartion laajemmassa päässä. Elektronisuihku menee tämän 10 ikkunan läpi atmosfääriin. Kammion 1 kapeaan päähän on putkijohdoilla 4 liitetty suurtyhjiöpumppuja 3 ja kammioon 1 on samanlaisilla putkijohdoilla (ei-esitetty) liitetty tyh-jiöntarkkailulaite 5. Laite 5 käsittää mittauskojeita, esim. tyhjiömittareita, ja lukituslaitteita, jotka on jär-15 jestetty katkaisemaan virran syötön kiihdyttimeen kammion 1 tyhjiön pudotessa määrätyn arvon alapuolelle.

Kammioon 1 on lisäksi liitetty esityhjiöpumpun (ei-esitetty) putkijohto 6. Virta syötetään kiihdyttimeen kaapeleilla 7.

20 Kammion 1 kaulaosaan on asennettu elektronisuihku- pyyhkäisyjärjestelmä 8, joka saa aikaan suihkun periodisen liikkeen ulostuloikkunan 2 poikki. Tyhjiökammion 1 kau-laosa on liitetty elektronisuihkulähteen kiihdytysput-keen 9, joka muodostaa tyhjiökammion 1 kanssa yhden tyh-25 jiötilan.

Tyhjiökammio 1, elektronisuihkun pyyhkäisyjärjestelmä 8, tyhjiöpumput 3 ja tyhjiöntarkkailulaite 5 ovat sijoitetut säteilysuojakammioon 10. Kammio 10 on valmistettu metallista, joka kykenee absorboimaan röntgensätei-30 lyä, esim. monesta lyijy- ja teräskerroksesta, ja sillä on sellainen seinämäpaksuus, että se pitää kammion 10 seinämät läpäisevän röntgensäteilyn sallituissa arvoissa. Kammion 10 alaosa on tehty irrotettavaksi, jotta voidaan päästä kuljettimen (ei-esitetty) luokse, joka tuo kiihdy-35 tetyillä elektroneilla säteilytettävän aineen 11 ulostuloikkunan 2 alle.

Il 5 69383

Keksinnön mukainen kammio 10 on varustettu väliseinällä 12, joka on valmistettu samasta materiaalista kuin kammio 10 ja jonka paksuus on sama kuin kammion 10 seinämäpaksuus sen alaosassa. Tyhjiökammio 1 on kiinni-5 tetty väliseinään 12 tiivisteen 13 välityksellä. Väliseinä 12 jakaa yhdessä tyhjiökammion 1 kanssa kammion 10 kahteen suljettuun osastoon, alaosastoon 14 ja yläosastoon 15. Tyhjiökammion 1 ulostuloikkuna 2 sijaitsee alaosastossa 14. Yläosastoon 15 on sijoitettu tyhjiöpumput 3, 10 tyhjiöntarkkailulaite 5, elektronisuihkupyyhkäisyjärjestelmä 8 ja osittain putkijohto 6 ja virransyöttökaapelit 7.

Väliseinä 12 tulisi ilmeisesti sijoittaa mahdollisimman lähelle tyhjiökammion 1 kaulaa kammion 10 yläosastaan 15 sijoitettujen kiihdyttimen elementtien tehokkaan 15 suojauksen aikaansaamiseksi. On myös ilmeistä, että kammion 10 seinämäpaksuus sen yläosastossa 15 voi olla paljon pienempi kuin sen alaosastossa 14.

Portaat 16 ja työskentelylava 17 huoltohenkilöstöä varten on asennettu lähelle kiihdytintä sallimaan pääsyn 20 yläosastossa 15 olevien elementtien luo. Yläosastoon 15 on järjestetty ovia 18.

Kiihdytintä käytettäessä kiihdytetyt elektronit, jotka läpäisevät ulostuloikkunan 2, törmäävät säteilytet-tävään materiaaliin 11 ja elektronien hidastumisesta eli 25 jarruuntumisesta materiaalissa 11 seuraa voimakas röntgensäteily. Lisäksi näiden kiihdytettyjen elektronien ja sä-teilytettävän materiaalin alueella olevan ilman keskinäis-vaikutuksesta muodostuu kemiallisesti aktiivisia aineita. Nämä aineet keskittyvät kammion 10 alaosastoon 14 eivätkä 30 tunkeudu ilmanpitävän väliseinän 12 läpi yläosastoon 15.

Mitä röntgensäteilyyn tulee, se ei myöskään tunkeudu väliseinän 12 läpi, mutta tunkeutuu yläosastoon 15 kammion 1 tyhjiötilan läpi. Koska väliseinä 12 on sijoitettu lähelle kammion 1 kaulaa, jossa kammion 1 poikkipinta-ala 35 on verraten pieni, röntgensäteilyn intensiteettiä yläosastossa 15 on oleellisesti vähennetty.

6 69383 Näin ollen väliseinä 12, joka rajoittaa kemiallisen kaasumaisen korroosioväliaineen ja voimakkaan säteilyn vyöhykkeen säteilysuojauskammion 10 sisäpuolelle, estää kemiallisen vaikutuksen kohdistumisen pyyhkäisy-5 järjestelmään 8 ja laitteeseen 5 ja melkoisesti vähentää niihin kohdistuvaa röntgensäteilyvaikutusta.

Keksintöä voidaan laajalti käyttää teollisten prosessien säteilylaitoksissa sovellettuna esim. aineiden säteilykemialliseen käsittelyyn ja laboratorioissa, jotka 10 on tarkoitettu tieteelliseen tutkimustyöhön säteilykemian alalla. Säteilysuojakammion ehdotettu rakenne yksinkertaistaa kiihdyttimen kunnossapitoa ja lisää sen luotettavuutta.

Claims (1)

1. 69383 7 Patenttivaatimus: Elektronikiihdytin, joka käsittää säteilysuoja-kammion (10), johon on sijoitettu ulostuloikkunalla (2) 5 varustettu tyhjiökammio (1), elektronisuihkupyyhkäisyjärjestelmä (8), kammioon (1) liitettyjä tyhjöpumppuja (3) ja tyhjiöntarkkailulaite (5), tunnettu siitä, että suojakammiossa (10) on väliseinä (12), joka yhdessä tyhjiökammion (1) kanssa jakaa kammion (10) kahteen 10 suljettuun osastoon (14,15), joista toisessa (14) on tyhjiökammion (1) ulostuloikkuna (2) ja toisessa (15) on elektronisuihkupyyhkäisyjärjestelmä (8), tyhjiöpumput (3) ja tyhjiöntarkkailulaite (5).