SU755056A1

SU755056A1 - Устройство для формирования электронных полей облучения 1

Info

Publication number: SU755056A1
Application number: SU782668585A
Authority: SU
Inventors: K A Vinogradov; I N Shvetsov-Shilovskij
Original assignee: Mo Inzh Fiz Inst
Priority date: 1978-09-26
Filing date: 1978-09-26
Publication date: 1981-09-07

Description

Изобретение относится к области ускорительной техники, а более конкретно - к устройствам для формирования электронных полей облучения с заданным распределением плотности электронного потока.

Известны устройства для формирования электронного поля облучения, в которых используют рассеивающую фольгу'и магнитную фокусирующую линзу [1 ].

Эти устройства обладают ограниченными возможностями регулирования распределения плотности электронного потока.

Известно устройство для формирования электронного поля облучения с равномерным распределением, содержащее рассеивающую фольгу и расположенную 3¼ ней поглощаемую и рассеивающую пластинку [2 ]. За счет соответствующего подбора геометрических параметров системы можно добиться Практически равномерной интенсивности электронного пучка по облучаемой поверхности.

Недостатком этого устройства является Низкий коэффициент использования пучка, неравномерность энергии по полю облучения, невозможность регулиро2

вания размеров дозных полей при сохранении геометрических параметров.

Наиболее близким техническим решением является устройство для формирования электронных полей облучения, содержащее рассеивающую фольгу и отражающий экран в виде фигуры вращения с экспоненциальной образующей [3 ]. Это устройство позволяет полу’θ чить поле облучения круглого сечения с минимальными потерями интенсивности и может быть использовано для импульсного облучения с любой длительностью, задаваемой длительностью 15 тока ускорителя.

Недостатком устройства является сложность регулирования размеров поля облучения, определяемых размерами 20 рассеивателей. Использование статических магнитных полей для регулирования размеров приводит к неоднородности энергетического состава поля облучения из-за вносимой диспер25 сии. Использованию линз на выходе устройства препятствует, кроме того, сильная расходимость пучка, приводя- * щая к нарушению равномерности распре деления плотности тока в пространст30 ве дрейфа.

3

755056

Цель изобретения заключается в том, чтобы упростить получение полей облучения с задаваемым распределением плотности электронного потока.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для формирования электронных полей облучения, содержащее рассеивающую фольгу и отражающий экран в виде тела вращения, введены дополнительно, по крайней мере, еще одна рассеивающая фольга, причем фольги установлены с возможностью перемещения друг относительно друга и относительно отражающего экрана, и установленный внутри отражающего экрана набор тонких экранов, состоящий из цилиндрических коаксиальных экранов и радиальных экранов.

На фиг. 1 изображен общий вид _ устройства; на фиг. 2 - поперечное сечение основного отражающего экрана; на фиг. 3 - распределение плотности тока электронов на выходе формирователя .

Устройство состоит из импульсного магнита линейного сканирования 1, формирователя, включающего в себя основной экран 2, рассеивающие фольги 3 и вспомогательные радиальные 4 и коаксиальные 5 экраны, а также корректирующие, постоянные магниты 6.

Для получения равномерного распределения в плоскости мишени необходимо создать на выходе формирователя распределение плотности тока С(х, у) ^следующего вида (кривые I на фиг. 3):

(Лх) у) ~ 1 / (К² — х²- у²/'*, ³⁵

где К — размер поля облучения по оси у, определяемый диаметром основного отражающего экрана.

В этом случае при сканировании рас-40 пределение плотности тока по оси у будет равномерным:

45

σι у) ~ {(χ. у) άχ = о

Необходимое распределение должно быть сформировано с минимальными потерями и малым эмиттансом пучка для зд того, чтобы оно не искажалось при прохождении пучка до мишени. Для этого служит система тонких металлических радиальных экранов 4 и коаксиальных цилиндрических экранов 5, образуюцань сечении решетку. Принцип их ³³действия основан на. том, что при падении пучка электронов'под углом на поверхность тонкого рассеивателя наблюдается максимум дифференциального альбедо в области зеркального угла 40 отражения. При прохождении пучка электронов через решетку таких рассеивателей полный эмиттанс пучка не уменьшается по сравнению с эмиттан.. сом, получающимся в известном уст- 45

ройстве, однако происходит перераспределение плотности в фазовом объеме и она возрастает вблизи начала координат . Этот эффект можно трактовать как уменьшение частичного эмиттанса, измеренного на уровне, напри5 мер, 0,1 фазовой плотности.

Расчет методом Монте-Карло геометрии основного экрана 2 в данном случае затруднен и дает лишь качественный результат. В связи с этим предло10 жено вместо одиночной рассеивающей фольги использовать несколько рассеивателей 3, расположенных вдоль оси пучка перпендикулярно к ней. Экспериментальная проверка показала, что взаимное перемещение рассеивателей позволяет регулировать распределение плотности тока на выходе формирователя и добиваться одновременно не более 20% потерь интенсивности для _ достаточно произвольных форм основного экрана. В частности, он может иметь цилиндрическую, коническую или экспоненциальную поверхность. В действующей установке настройка формирователя производилась с помощью ме25 ханизма дистанционного перемещения четырех рассеивающих фольг по сигналу с датчика распределения плотности тока, имеющего выход на осциллограф. Реально удается получить распределе30 нйе, показанное на фиг. 2 (кривая 2), Такое размытие границ приводит к появлению узкой области неравномерности на краях поля облучения и к незначительному уменьшению коэффициента использования пучка.

В крайних по оси х областях поля облучения остается нескомпенсированная неравномерность плотности тока, снижающая коэффициент использования пучка. Эти области можно устранить, если использовать небольшие перемещаемые в зависимости от требуемых размеров дозного поля постоянные корректирующие магниты 6.

Форма выходной границы импульсного магнита определяется из условия постоянства размера поля облучения по оси у вдоль развертки.

Предлагаемое устройство позволяет простыми средствами получать равномерные поля облучения с регулировкой одного из размеров в тех случаях, когда требуется импульсный режим облучения.

ι

Claims

Формула изобретения

Устройство для формирования электронных полей облучения, содержащее рассеивающую фольгу и отражающий экран в виде тела вращения, отличающ еес я тем, что, с целью упрощения получения полей обЛучения с задаваемым распределением плотности электронного потока, в него введены дополнительно, по крайней мере, еще одна рассеивающая

5

755056

6

фольга, причем фольги установлены с возможностью перемещения друг относительно друга и относительно отражающего экрана, и установленный внутри отражающего экрана набор тонких экранов, состоящий из цилиндрических коаксиальных экранов и радиальных экранов,.