SU1586500A1 - Ускоритель зар женных частиц - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной ускорительной технике. Цель изобретени  - увеличение выходной мощности и энергии зар женных частиц. Ускоритель содержит источ шк импульсного напр жени , вакуумный индуктор, ппа - моэрозионный размыкатель II,и диод 12, коаксиальную линию, устагтвленн -ю между источником и индуктором нл потенциальном электроде 7 которой размещены ферромагнитные сердечники 8, на каждом из которых размещена одновит- кова  обмотка 9. Обмотки включены параллельно между электродами коаксиальной линии, образу  трансформатор тока , что позвол ет увеличить выходную мощность ускорител  в (п+1) раз, где п - число ферромагнитных сердеч- никово 2 ил. (Л

Description

J2

СЛ

00 05

ел

Изобретение относитс  к импульсной {ускорительной технике и предназначено дл  получени  мощных пучков зар женных частицв

кую пол рность по отношению к рабоч му импульсу о Через врем , необходимое дл  перемагничивани  сердечников (оно меньше времени зар да ДФЛ )

Целью изобретени  увеличе- срабатывает плазмоэрозионный раз№1кую пол рность по отношению к рабочему импульсу о Через врем , необходимое дл  перемагничивани  сердечников (оно меньше времени зар да ДФЛ ),

срабатывает плазмоэрозионный раз№1

ние выходной мощности и энергии зар женных частиц.

На фиг.I представлена схема предлагаемого ускорител } на фиго2 - эк- :вивааеитна  схема ускорител  с двум  |сердечниками.

Ускоритель эар женных частиц со- де111жит источник импульсного напр жени , выполненный на основе двойной формирующей линии, в которой в ка- 1честве диэлектрика использована во- |да - высоковольтный ввод 1, внешний Iэлектрод 2 двойной формирующей ли10

15

катель 11, между электродами 10 и; 2 образуетс  плазменный канал, по которому продолжаетс  зар д ДФЛо Магнитное состо ние сердечников к этому моменту характеризуетс  величиной максимально остаточной индукции Bg« По окончании зар да ДФЛ замыкаетс  коммутатор 5, и по линии II-III от коммутатора 5 начнет распростран тьс  волна тока. При дости;кении ею кра  электрода 3 между электродами 2 и 4 по витс  импульс напр жени , который равномерно распределен по первичной

|нии (ДФЛ), средний потенциальный элек-пд обмотке, вклЕочаюадей в себ  потенциальтрод 3 ДФЛ, центральный электрод 4, коммутатор 5ДФЛо Объем ДФЛ отделен от остальной части ускорител  одним из разделительных изол тйров 6, после которого установлен объем, аапол- ненный трансформаторным маслом« В этом объеме вдоль его оси установлен ,  вл ющийс  продолжением электрода 4 потенциальный электрод 7 дополнительной коаксиальной линии, ее на- ружнь м электродом  вл етс  электрод 3, На потенциальном электрода 7 установлены ферромагнитные сердечники 8 с виткам 9 намагничивани  Объем с закрыт вторым разделитель- кзоп тороМ} к нему присоединен вакуумный объем, в котором распапо- жен потенциальный злектрод 10 вакуум- ного индуктора плазмоэрозионнь1й размыкатель 1, диод 125,

Римскими цифрами показаны участки коаксиальной линии (стушлт, на которых происходит изменение напр же- ки  и тока)о

25

30

35

40

ный электрод 7, потенциальный электрод iO и электрод 2, Дальнейшие процессы , происход щие при работе устройства , описываютс  при помощи эквивалентной схемы устройства, приведенной на фиго2о На эквивалентной схеме нагл дно видно, что нагрузкой витков намагничивани  9 каждой ступени  вл емс  вакуумный индуктор Lo Так как коэффициент трансформации каж.цой ступени равен , единице, то действующее напр жение в витках намагничивани  каждой ступени равно напр жению на индукторе U,, которое в свою очередь равно (п-И ) где U - напр жение на выходе ДФЛ, п - число ступеней Под действием этого напр жени  происходит перемагничивание (обратное предьщущему) сердечников и индуцируемые в витках намагничивани  (теперь они выполн ют роль вторичных обмоток) токи 1г« и 1(-  складываютс  с током ДФЛ 1. Следовательно,, ток в индукторе Ii будет равен .1 I.(n + Г),

ный электрод 7, потенциальный эл трод iO и электрод 2, Дальнейшие цессы, происход щие при работе у ройства, описываютс  при помощи валентной схемы устройства, прив ной на фиго2о На эквивалентной с ме нагл дно видно, что нагрузкой ков намагничивани  9 каждой ступ  вл емс  вакуумный индуктор Lo Т как коэффициент трансформации каж ступени равен , единице, то дейс вующее напр жение в витках намаг чивани  каждой ступени равно нап жению на индукторе U,, которое в очередь равно (п-И ) где U пр жение на выходе ДФЛ, п - числ пеней Под действием этого напр ж происходит перемагничивание (обр предьщущему) сердечников и индуци мые в витках намагничивани  (теп они выполн ют роль вторичных обмо токи 1г« и 1(-  складываютс  с ток ДФЛ 1. Следовательно,, ток в инду ре Ii будет равен .1 I.(n +

Ускоритель зар женных частиц р або- Суммирование токов достигаеттает следующим образом

Подаетс  напр жение от источника питани  (например, генератора Аркадьева-Маркса ) на высоковольтный ввод 1 и внешний электрод 2, Под действием этого напр жени  начинаетс , зар д межэлектродных емкостей ДФЛ Причем зар д емкости между электродами .4 и 3 происходит по виткам 9,.охватываю щим ферромагнитнь1е сердечники 8,, вызыва  их пефемагничивание, Тое переводит их в рабочее состо ние,, В анод- катодном зазоре диода 12 ивду-, цируетс  предымпульс, име(вдий обрат50

55

с  за счет соответствун дего выбор направлени  намотки витков намагн вани  9 каждой ступени. При дости нии током Is критического значени тока плаз№1 в плазмоэрозионном ра кателе М последний срабатывает, происходит резкий обрыв тока с по следующей генерацией вихревой ЭДС Ldl/dt и весь энергопоток за врем LA-L/RK (где L - обща  индуктивно цепи, -Rн сопротивление нагрузки переключаетс  в нагрузку - диод При этом действующее напр жение н диоде 12 достигает величиии и1,-1ц

катель 11, между электродами 10 и; 2 образуетс  плазменный канал, по которому продолжаетс  зар д ДФЛо Магнитное состо ние сердечников к этому моменту характеризуетс  величиной максимально остаточной индукции Bg« По окончании зар да ДФЛ замыкаетс  коммутатор 5, и по линии II-III от коммутатора 5 начнет распростран тьс  волна тока. При дости;кении ею кра  электрода 3 между электродами 2 и 4 по витс  импульс напр жени , который равномерно распределен по первичной

обмотке, вклЕочаюадей в себ  потенциаль

ный электрод 7, потенциальный электрод iO и электрод 2, Дальнейшие процессы , происход щие при работе устройства , описываютс  при помощи эквивалентной схемы устройства, приведенной на фиго2о На эквивалентной схеме нагл дно видно, что нагрузкой витков намагничивани  9 каждой ступени  вл емс  вакуумный индуктор Lo Так как коэффициент трансформации каж.цой ступени равен , единице, то действующее напр жение в витках намагничивани  каждой ступени равно напр жению на индукторе U,, которое в свою очередь равно (п-И ) где U - напр жение на выходе ДФЛ, п - число ступеней Под действием этого напр жени  происходит перемагничивание (обратное предьщущему) сердечников и индуцируемые в витках намагничивани  (теперь они выполн ют роль вторичных обмоток) токи 1г« и 1(-  складываютс  с током ДФЛ 1. Следовательно,, ток в индукторе Ii будет равен .1 I.(n + Г),

Суммирование токов достигает0

5

с  за счет соответствун дего выбора направлени  намотки витков намагничивани  9 каждой ступени. При достижении током Is критического значени  тока плаз№1 в плазмоэрозионном размь - кателе М последний срабатывает, . происходит резкий обрыв тока с последующей генерацией вихревой ЭДС - Ldl/dt и весь энергопоток за врем  LA-L/RK (где L - обща  индуктивность цепи, -Rн сопротивление нагрузки) переключаетс  в нагрузку - диод 12, При этом действующее напр жение на диоде 12 достигает величиии и1,-1цКн

1г(п-И)К„ (дл  двух ступеней это увеличение равно трем). Соответственно энерги  - .ар женных частиц будет равна , eUjj. Как уже отмечалось вьше, мощ ность пучка зависит от времени его вывода, которое в основном определ етс  величиной накопительной индуктивности . Так как использование ферромагнитных сердечников 8 с витками на- магничивани .9 позвол ет увеличить ток (по сравнению с прототипом) в (п-И) ра.т, то дл  накоплени  одной и той же энергии LI /2 необходима  индуктивность составит величину L/ /(), т,е. уменьгаитс  в ( Соответственно уменьшитс  врем  вывода энергии и увеличитс  мощность в (п+1 ) раз.

Claims (1)

1. Формула изоС5ретенн  Ускоритель зар женных частиц, содержащий Источник нмг ульсного напр жени , индуктор, гиазмоэроэионный раз викатель и диод, отличающийс  тем, цто с целью увеличени  выходной мощности и энергии зар женных частиц, введена дополнитель- най коаксиальна  лини , установленна  между источником импульсного напр жени  и индуктором, на потенциальном электроде которой установлены ферро магнитные сердечники равного сечени  с одВим витком намагиичйвани  на каждом , при этом витки намагничивани  соединены между собой параллельно и подключены своими выводами к электродам дополнительной коаксиальной линии.