SU871718A1

SU871718A1 - Электромагнит бетатрона

Info

Publication number: SU871718A1
Application number: SU802920550A
Authority: SU
Inventors: А.А. Филимонов; Г.Л. Чахлов
Priority date: 1980-05-13
Filing date: 1980-05-13
Publication date: 1984-01-15

Abstract

ЭЛЕКТРОМАГНИТ БЕТАТРОНА, содержащий многостоечный обратный магнитопровод, в центре которого размещены полюса, выполненные в виде центрашьного цилиндрического сердечника с гребН51Ми, обмотку намагничивани / охватывакнцую полюса, и обмотку вывода, расположенную на поверхности полюсов, отличающийс тем, что, с целью увеличени эффективности вывода ускоренных электронов, гребни полюсов выполнены так, что одна из их боковых сторон направлена по радиусу, а друга - по касательной к окружности центрального сердечника. 00 00

Description

Изобретение относитс к области ускорительной техники и может быть использовано при разработке бетатронов с выведенным электронным пучком

Известен электромагнит бетатрона состо щий из шестистоечного обратного магиитопровода, намагничивающей обмотки, обмотки вывода и полюсов, формирующих аксиально-симметричное поле 11.

Недостатками его вл ютс сложна система вывода ускоренных элементов , низка эффективность вывода (20-30%).и большие затраты энергии на вывод. Это св зано, во-первых, с нелинейностью индукции в рабочем зазоре в радиальном направлении и е временной зависимостью и, во-вторых , с большой величиной потоков рассе ни как с намагничивахицей обмотки , так и с наружной поверхности полюсов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению вл етс электромагнит бетатрона, содержащий шестистоечный магнитопровод, прлюса, состо щие из центрального сердечника и радиальных гребней, выход щих из этого сердечника, намагничивающую обмотку и обмотку вывода, расположеннхпо за равновес-ной орбитой так, что ее начало совпадает с серединой одного из гребней С21. Прот женность обмотки вывода по азимуту - 170-180 . В эт электромагните поток рассе ни с наружной поверхности полюсов существенно уменьшен, а индукци в рабо чем зазоре не имеет временной зат висимости, так как у полюсов отсутствуют насыщсиощиес части. К недостаткам описанного электромагнита следует отнести низкую эффективность вывода, так как .большую часть выведенного электронного пучка срезают стойки обратного магнитопровода,- которые расположены непосредственно у выходного окна, имеющего малую азимутальную прот женность , например дл бетатрона ПМБ-б прот женность окиа составл ет около .

Целью изобретени вл етс увеличение эффективности вывода ускоренных электронов.

Цель достигаетс тем, что в электромагните бетатрона, содержащем многостоечный обратный магни- топровод, в центре которого размещены полюса, вьтолненные в виде центргшьного цилиндрического сердечника с гребн ми, обмотку намагничивани , охватывающую полюса, и обмотку вывода, расположенную на поверхности полюсов, гребни полюсов выполнены так, что одна из их боковых сторон направлена по радиусу, а друга - по касательной к окружности центрального сердечника.При этом Гребни в плане имеют вид неравнобочной трапеции , у которой большее основание направлено по радиусу и равно радиусу полюсов, а большее из ребер примыкает к большему основанию другой трапеции. Угол между большим основанием к большим ребром зависит от количества гребней N и

0 определ етс соотнс аением 2Jf/N,

Таким образом, после установки всех гребней получают полюс со сплошным не вно выраженным цилиндрическим сердечником, радиус которого

5 равен большему из двух ребер трапеции , из которого выход т гребни.

Сечение гребней выбирают из услови протекани управл ющего потока . Количество гребней однозначно

Q св зано с количеством стоек обратного магнитопровода.

На фиг.1 показано поперечное сечение электромагнита; на фиг.2 сечение А-А фиг.1.

5 Устройство содержит обратный магнитопровод 1 многостоечной конструкции и полюса, состо щие из центрального сердечника 2 и выход щих из него гребней 3. Полюса устанавливают так, что они .образуют рабочий зазор 4, в .котором располагают ускорительную камеру 5. Намагничивающа обмотка 6 охватывает полюса, на поверхност х которых уложена обмотка вывода 7. Обмотка

5 вывода, как и намагничивающа обмотка , состоит из двух одинаковых полуобмоток,, соединеншгх между собой последовательно и согласно. Полюса и намагничивающую обмотку

0 располагают внутри обратного магнитопровода , между стойками 8 которого имеетс выводноеокно 9. Устройство работает следующим образом.

После того как ускоренные электрошл достигнут заданной энергии, при помощи обмотки вывода 7 формируют возмущающее импульсное магнитное поле. Это вызывает увеличение амплитуда радиальных бетатронных колебаний. По достижений определенной амплитуды этих колебаний они покидают ускорительную камеру 5. Выведенный электронный пучок имеет

5 малый угол расходимости. Это определ етс тем, что, во-первых, управл ющее поле имеет периодическую гструктуру, а возмущающее импульсное магнитное поле измен етс по определенному закону в пространстве и времени, электроны, имеющие в начале вывода различные фазы колебаний, к моменту выхода из камеры 5 имеют приблизительно одинаковые фазы колебаний.

Во-вторых, изготовление гребней с наклоне к равновесной орбите приводит к увеличению фокусирующих сил, что, в свою очередь, приводит к уменьшению поперечного сечени пучка ускоренных электронов и, следовательно , угла расходимости пучка в момент вывода.

В-третьих, лини радиальной зави симости напр женности магнитного пол между гребн ми 3 из-за наклона гребней также имеет наклон по отношению к орбите и, следовательнр, составл ет меньший угол с направлением выведенного пучка, чем это имеет место в прототипе, в результате вли ние потока рассе ни на траекторию выведенных электронов будет существенно меньшим.-Если при этом учесть, что азимутна прот женность

выводного окна 9 увеличиваетс примерно в 1,5 раза, то предложенное устройство позвол ет существенно увеличить эффективность вывода. Кроме того, направление выведенного

пучка в сторону минимальных значений управл ющего пол измен ющегос в радиальном направлении с наклоном к равновесной орбите, приводит к уменьшению энергии, потребл емой на

вывод электронов.

Таким образом, такое изготовление электромагнита бетатрона позвол ет , во-первых, повысить эффективность вывода ускоренных электронов примерно до 80% и, во-вторых, уменьшить энергию магнитного пол , необходимую дл вывода электронов за пределы ускорител .

Claims

ЭЛЕКТРОМАГНИТ БЕТАТРОНА, содержащий многостоечный обратный магнитопровод, в центре которого размещены полюса, выполненные в виде центрального цилиндрического сердечника с гребнями, обмотку намагничивания, охватывающую полюса, и обмотку вывода, расположенную на поверхности полюсов, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности вывода ускоренных электронов, гребни полюсов выполнены так, что одна из их боковых сторон направлена по радиусу, а другая - по касательной к окружности центрального сердечника.

Фт. f