RU2624735C2 - Индукционный ускоритель - Google Patents
Индукционный ускоритель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2624735C2 RU2624735C2 RU2015148165A RU2015148165A RU2624735C2 RU 2624735 C2 RU2624735 C2 RU 2624735C2 RU 2015148165 A RU2015148165 A RU 2015148165A RU 2015148165 A RU2015148165 A RU 2015148165A RU 2624735 C2 RU2624735 C2 RU 2624735C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic field
- charged particles
- cylinders
- conductive
- induction accelerator
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H11/00—Magnetic induction accelerators, e.g. betatrons
- H05H11/04—Biased betatrons
Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области ядерной физики, а именно к приборам с магнитными управляющими элементами для ускорения и фокусировки заряженных частиц, и предназначено для получения потока электронов больших энергий. Технический результат - увеличение энергии ускорения заряженных частиц с одновременным повышением технологичности конструкции устройства путем оптимизации системы, создающей переменное магнитное поле. Индукционный ускоритель содержит вакуумную камеру, выполненную в виде участка кольцевой трубы, с размещенными в ней источником заряженных частиц и мишенью, а также систему, создающую переменное магнитное поле и обеспечивающую выполнение бетатронного условия. Упомянутая система выполнена в виде токопроводящих цилиндров параболической формы. Токопроводящие цилиндры могут быть многослойными - набранными из тонких токопроводящих лент, отделенных друг от друга слоями изолятора. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области ядерной физики, а именно к приборам с магнитными управляющими элементами для ускорения и фокусировки заряженных частиц, и предназначено для получения потока электронов больших энергий.
Из уровня техники известен электронный магнитный спектрометр (RU 2338295, МПК H01J 49/48, опубл. 10.11.2008), содержащий вакуумную камеру, энергоанализатор в виде круговых электрических контуров, щелевую диафрагму и детектор электронов. При этом электрические контуры энергоанализатора выполнены с возможностью создания в вакуумной камере магнитного поля, зависящего от радиуса орбиты электронов. Недостатком конструкции прибора является отсутствие возможности ускорения электронов в процессе их движения внутри вакуумной камеры.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является ускоритель заряженных частиц (RU 2531808, МПК H01J 21/18, H01J 33/00, G21K 1/00), опубл. 27.10.2014), содержащий вакуумную камеру с размещенными в ней источником заряженных частиц и мишенью, систему, создающую переменное магнитное поле. При этом вакуумная камера имеет форму участка кольцевой трубы, на торцах которого находятся источник заряженных частиц и мишень, система, создающая переменное магнитное поле, выполнена в виде электрических контуров, соединенных с высокочастотным генератором переменного тока, с возможностью получения фокусирующего и одновременно ускоряющего переменного магнитного поля, зависящего от радиуса орбиты заряженных частиц.
Укажем следующие значительные недостатки прототипа:
- радиальные магнитные силы, действующие на катушки с током, ограничивают величину создаваемого магнитного поля и, как следствие, достижимую энергию ускорения;
- нерационально обеспечивать указанную конфигурацию поля вдоль всей траектории по окружности радиуса, поскольку генерация, ускорение и фокусировка осуществляются в области поля, ограниченной аксиальным углом, составляющим ~π/ ≈127°;
- катушки с током, создающие магнитное поле, обладают значительной индуктивностью, что затрудняет получение высокочастотных полей;
- обеспечение точного позиционирования катушек с током для выполнения бетатронного условия требует использования прецизионных механизмов и сложной системы управления.
Целью заявленного изобретения является увеличение энергии ускорения заряженных частиц с одновременным повышением технологичности конструкции устройства путем оптимизации системы, создающей переменное магнитное поле.
Поставленная цель решена за счет того, что индукционный ускоритель содержит вакуумную камеру, выполненную в виде участка кольцевой трубы, с размещенными в ней источником заряженных частиц и мишенью, а также систему, создающую переменное магнитное поле и обеспечивающую выполнение бетатронного условия, при этом упомянутая система выполнена в виде токопроводящих цилиндров параболической формы. Токопроводящие цилиндры могут быть многослойными - набранными из тонких токопроводящих лент, отделенных друг от друга слоями изолятора.
Положительным техническим результатом, обеспечиваемым раскрытой совокупностью конструктивных признаков, является значительное снижение индуктивности токопроводящих цилиндров, а также сил, действующих на них, и потерь от вихревых токов, что в целом упрощает задачу получения высокочастотных магнитных полей в устройстве.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан вид устройства сверху, на фиг. 2 - разрез по линии Α-A на фиг. 1.
Индукционный ускоритель содержит вакуумную камеру 1, выполненную в виде участка кольцевой трубы с рабочим объемом, ограниченным аксиальным углом ~π/ . В камере размещены источник заряженных частиц 2 и мишень 3. Источник заряженных частиц выполнен в виде соосных цилиндров с кромками в виде лезвий, а система, создающая переменное магнитное поле и обеспечивающая выполнение бетатронного условия, представляет собой токопроводящие цилиндры 4, 5 и 6 параболической формы. Как было указано выше, токопроводящие цилиндры могут быть выполнены многослойными, например набранными из тонких токопроводящих лент, отделенных друг от друга слоями изолятора.
Индукционный ускоритель работает следующим образом.
При прохождении высокочастотного тока через систему, создающую переменное магнитное поле, токопроводящие цилиндры 4 и 5 в рабочей области вакуумной камеры 1, ограниченной аксиальным углом ~π/ ≈127°, обеспечивают создание фокусирующего магнитного поля, спадающего пропорционально расстоянию ρ по закону В~ρ~α, где α=0,67÷0,75, a токопроводящим цилиндром 6 создается магнитное поле, обеспечивающее выполнение бетатронного условия. Электрическое поле, индуцированное возрастающим магнитным полем, порождает эмиссию заряженных частиц с кромок соосных цилиндров источника 2 и ускорение потока заряженных частиц в процессе движения до мишени 3. Устройство осуществляет генерацию и импульсное ускорение и фокусировку потока заряженных частиц 7 на мишени 3 в интервалы времени, соответствующие возрастанию магнитного поля.
Изобретение позволяет, по сравнению с прототипом, на порядок увеличить амплитудное значение величины магнитного поля до 10 Τ и, как следствие, значительно увеличить энергию ускорения частиц.
Claims (3)
1. Индукционный ускоритель, содержащий вакуумную камеру, выполненную в виде участка кольцевой трубы, с размещенными в ней источником заряженных частиц и мишенью, а также систему, создающую переменное магнитное поле и обеспечивающую выполнение бетатронного условия, отличающийся тем, что упомянутая система выполнена в виде токопроводящих цилиндров параболической формы.
2. Индукционный ускоритель по п. 1, отличающийся тем, что токопроводящие цилиндры выполнены многослойными.
3. Индукционный ускоритель по п. 2, отличающийся тем, что токопроводящие цилиндры набраны из тонких токопроводящих лент, отделенных друг от друга слоями изолятора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015148165A RU2624735C2 (ru) | 2015-11-09 | 2015-11-09 | Индукционный ускоритель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015148165A RU2624735C2 (ru) | 2015-11-09 | 2015-11-09 | Индукционный ускоритель |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015148165A RU2015148165A (ru) | 2017-05-12 |
RU2624735C2 true RU2624735C2 (ru) | 2017-07-06 |
Family
ID=58715617
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015148165A RU2624735C2 (ru) | 2015-11-09 | 2015-11-09 | Индукционный ускоритель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2624735C2 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1263190A1 (ru) * | 1985-01-31 | 1997-01-27 | Научно-исследовательский институт электронной интроскопии при Томском политехническом институте им.С.М.Кирова | Бетатрон |
RU2338295C1 (ru) * | 2007-01-30 | 2008-11-10 | ЗАО "Торгово-промышленая компания "Удмуртия" | Электронный магнитный спектрометр |
WO2009079063A1 (en) * | 2007-12-14 | 2009-06-25 | Services Petroliers Schlumberger | Single drive betatron |
WO2011104077A2 (de) * | 2010-02-24 | 2011-09-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Beschleuniger für geladene teilchen |
RU2531808C1 (ru) * | 2013-04-05 | 2014-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова | Ускоритель заряженных частиц |
-
2015
- 2015-11-09 RU RU2015148165A patent/RU2624735C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1263190A1 (ru) * | 1985-01-31 | 1997-01-27 | Научно-исследовательский институт электронной интроскопии при Томском политехническом институте им.С.М.Кирова | Бетатрон |
RU2338295C1 (ru) * | 2007-01-30 | 2008-11-10 | ЗАО "Торгово-промышленая компания "Удмуртия" | Электронный магнитный спектрометр |
WO2009079063A1 (en) * | 2007-12-14 | 2009-06-25 | Services Petroliers Schlumberger | Single drive betatron |
WO2011104077A2 (de) * | 2010-02-24 | 2011-09-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Beschleuniger für geladene teilchen |
RU2531808C1 (ru) * | 2013-04-05 | 2014-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова | Ускоритель заряженных частиц |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015148165A (ru) | 2017-05-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Droese et al. | The cryogenic gas stopping cell of SHIPTRAP | |
RU2531635C2 (ru) | Каскадный ускоритель | |
EP3024306B1 (en) | High current cyclotron | |
TWI625144B (zh) | 重粒子線治療裝置 | |
RU2624735C2 (ru) | Индукционный ускоритель | |
CN110798960B (zh) | 一种能量连续可调的花瓣形电子加速器 | |
KR101378384B1 (ko) | 사이클로트론 | |
US2675485A (en) | Lead pellet absorptive shield for betatrons | |
RU2531808C1 (ru) | Ускоритель заряженных частиц | |
RU2647123C2 (ru) | Способ коллективного ускорения заряженных частиц и устройство для его реализации | |
Gulbekian et al. | Proposed design of axial injection system for the DC-280 cyclotron | |
Leo et al. | Study on the parameters of the scanning system for the 300 keV electron accelerator | |
JP2012142139A (ja) | イオンビーム生成方法及びイオンビーム生成装置 | |
RU2400949C1 (ru) | Устройство для сброса пучка ускоренных в бетатроне электронов на мишень | |
RU2551651C2 (ru) | Высокочастотный электронно-ионный микроскоп | |
RU2468546C1 (ru) | Способ ускорения позитронов и устройство для его реализации | |
RU143417U1 (ru) | Импульсный генератор нейтронов | |
RU184106U1 (ru) | Импульсный генератор нейтронов | |
Dolya | Electromagnetic acceleration of electrically charged bodies | |
RU2595785C2 (ru) | Газовая обдирочная мишень | |
RU200931U1 (ru) | Ионный диод с магнитной изоляцией электронов | |
RU126447U1 (ru) | Электромагнитный излучатель высокой мощности | |
Ikeda et al. | Electron and ion beam simulations for the BNL ExtendedEBIS at Brookhaven National Laboratory | |
Yang et al. | Transverse RF focusing in bunching cells for standing-wave linac | |
Dutheil et al. | Commissioning of the ELENA Electrostatic Transfer Lines for the Antimatter Facility at CERN |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HZ9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181110 |