RU2482642C1 - Source of braking radiation - Google Patents
Source of braking radiation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2482642C1 RU2482642C1 RU2011141364/07A RU2011141364A RU2482642C1 RU 2482642 C1 RU2482642 C1 RU 2482642C1 RU 2011141364/07 A RU2011141364/07 A RU 2011141364/07A RU 2011141364 A RU2011141364 A RU 2011141364A RU 2482642 C1 RU2482642 C1 RU 2482642C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- windings
- bias
- poles
- gap
- bias windings
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title abstract 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 93
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 32
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 22
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000005461 Bremsstrahlung Effects 0.000 claims description 15
- 230000005284 excitation Effects 0.000 abstract description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 36
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 20
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005264 electron capture Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Particle Accelerators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано в средствах неразрушающего контроля материалов и изделий.The invention relates to accelerator technology and can be used in non-destructive testing of materials and products.
Известен источник тормозного излучения (Л.М.Ананьев., А.А.Воробьев, В.И.Горбунов. Индукционный ускоритель электронов - бетатрон. М., Госатомиздат, 1961, с.228-231), содержащий магнитопровод, полюсы, обмотки возбуждения на полюсах, центральные вкладыши, ускорительную камеру между полюсами, мишень, расположенную в ускорительной камере, обмотки смещения ускоренных электронов на мишень с импульсными ампер-витками в конце цикла ускорения, расположенные на центральных вкладышах или на полюсах.A well-known source of bremsstrahlung (L.M. Ananyev., A. A. Vorobyov, V. I. Gorbunov. Induction electron accelerator - betatron. M., Gosatomizdat, 1961, p. 228-231), containing magnetic circuit, poles, windings excitations at the poles, central liners, accelerating chamber between the poles, target located in the accelerating chamber, windings of the displacement of accelerated electrons to the target with pulsed ampere-turns at the end of the acceleration cycle, located on the central liners or at the poles.
В этом источнике смещение электронов с равновесной орбиты на мишень реализуется за счет их доускорения импульсным магнитным полем обмоток смещения.In this source, the displacement of electrons from the equilibrium orbit to the target is realized due to their acceleration by the pulsed magnetic field of the bias windings.
Известен источник тормозного излучения (Москалев В.А. Бетатроны, М. Энергоиздат, 1981, с.38), выбранный в качестве прототипа, содержащий магнитопровод, полюсы, обмотки возбуждения на полюсах, центральные вкладыши, ускорительную камеру между полюсами, мишень, расположенную в ускорительной камере на радиусе, большем радиуса равновесной орбиты, две системы расположенных на полюсах обмоток смещения с одинаковыми по величине и противоположно направленными импульсными ампер-витками в конце цикла ускорения и радиальными размерами, меньшими радиуса равновесной орбиты ускоряемых электронов у обмоток смещения первой системы, и радиальными размерами, большими радиуса равновесной орбиты ускоряемых электронов у обмоток смещения второй системы.A known source of bremsstrahlung (V. Moskalev Betatrons, M. Energoizdat, 1981, p. 38), selected as a prototype, containing a magnetic circuit, poles, field windings at the poles, central inserts, an accelerator chamber between the poles, a target located in accelerator chamber at a radius greater than the radius of the equilibrium orbit, two systems of bias windings located at the poles with identical in magnitude and oppositely directed pulse ampere-turns at the end of the acceleration cycle and radial dimensions smaller than the radius and the equilibrium orbit of accelerated electrons at the displacement windings of the first system, and radial sizes larger than the radius of the equilibrium orbit of accelerated electrons at the displacement windings of the second system.
В этом источнике смещение электронов с равновесной орбиты на мишень реализуется за счет уменьшения индукции в области равновесной орбиты импульсным магнитным полем обмоток смещения.In this source, the displacement of electrons from the equilibrium orbit to the target is realized by reducing the induction in the equilibrium orbit region by the pulsed magnetic field of the bias windings.
Известные источники тормозного излучения имеют достаточно малые размеры (до 0,2 мм) фокусного пятна только в радиальном направлении, но при гораздо больших размерах, превышающих 2 мм, в направлении, перпендикулярном плоскости ускорения, - в аксиальном направлении. Такое соотношение ограничивает, например, функциональные параметры промышленных томографов на основе этих источников.Known sources of bremsstrahlung have a fairly small size (up to 0.2 mm) of the focal spot only in the radial direction, but with much larger sizes exceeding 2 mm, in the direction perpendicular to the acceleration plane, in the axial direction. This ratio limits, for example, the functional parameters of industrial tomographs based on these sources.
Большие размеры фокусного пятна в аксиальном направлении являются следствием больших амплитуд колебаний электронов в этом направлении в процессе смещения электронов с равновесной орбиты на мишень из-за малых сил, действующих на отклоняющиеся от плоскости ускорения электроны, величины которых определяются малыми величинами радиальной составляющей индукции между ускорительными полюсами вблизи плоскости ускорения в процессе смещения.The large dimensions of the focal spot in the axial direction are the result of large amplitudes of electron vibrations in this direction during the displacement of electrons from the equilibrium orbit to the target due to the small forces acting on the electrons deviating from the acceleration plane, the values of which are determined by the small values of the radial component of the induction between the accelerating poles near the acceleration plane during the displacement process.
Задачей настоящего изобретения является уменьшение размера фокусного пятна тормозного излучения в аксиальном направлении.The present invention is to reduce the size of the focal spot of the bremsstrahlung in the axial direction.
Поставленная задача достигается тем, что в источнике тормозного излучения, который содержит магнитопровод, полюсы, обмотки возбуждения на полюсах, центральные вкладыши, ускорительную камеру между полюсами, мишень, расположенную в ускорительной камере на радиусе, большем радиуса равновесной орбиты, две системы обмоток смещения с одинаковыми по величине и противоположно направленными импульсными ампер-витками в конце цикла ускорения, обмотки смещения расположены между ускорительной камерой и магнитопроводом, в обмотках смещения первой системы, образуемой ближними к полюсам обмотками смещения, направление импульсных ампер-витков совпадает с направлением токов в обмотках возбуждения на полюсах, а обмотки смещения второй системы расположены между обмотками смещения первой системы с зазорами относительно обмоток смещения первой системы и между собой.The problem is achieved by the fact that in the source of bremsstrahlung, which contains the magnetic circuit, poles, field windings at the poles, central liners, accelerator chamber between the poles, a target located in the accelerator chamber at a radius greater than the radius of the equilibrium orbit, two bias winding systems with the same in magnitude and oppositely directed pulse ampere-turns at the end of the acceleration cycle, the bias windings are located between the accelerator chamber and the magnetic circuit, in the bias windings the first system formed proximal to the poles of the windings displacement direction of ampere-turns of pulse coincides with the direction of the currents in the excitation coils on the poles, and the second bias winding system are arranged offset between the windings of the first system with gaps relative displacement of the first system of coils and to each other.
Дополнительно, зазор между обмотками смещения второй системы меньше размера ускорительной камеры в аксиальном направлении.Additionally, the gap between the bias windings of the second system is smaller than the size of the accelerating chamber in the axial direction.
Дополнительно, часть зазора между обмотками смещения первой и второй систем заполнена магнитным материалом.Additionally, part of the gap between the bias windings of the first and second systems is filled with magnetic material.
Отличительными от прототипа признаками являются расположение обмоток смещения между ускорительной камерой и магнитопроводом, совпадение направлений импульсных ампер-витков в обмотках смещения первой системы ближних к полюсам обмоток смещения с направлением токов в обмотках возбуждения на полюсах, расположение обмоток смещения второй системы с зазором относительно обмоток смещения первой системы ближних к полюсам обмоток смещения и между собой, а также выполнение зазора между обмотками смещения второй системы меньше размера ускорительной камеры в аксиальном направлении, заполнение части зазора между обмотками первой и второй систем магнитным материалом.Distinctive features of the prototype are the location of the bias windings between the accelerating chamber and the magnetic circuit, the coincidence of the directions of the pulsed ampere turns in the bias windings of the first system, the bias windings closest to the poles, the direction of the currents in the field windings at the poles, the location of the bias windings of the second system with a gap relative to the bias windings systems close to the poles of the bias windings and between each other, as well as the clearance between the bias windings of the second system is smaller than the acceleration axial direction of the chamber, filling part of the gap between the windings of the first and second systems with magnetic material.
Размеры фокусного пятна тормозного излучения задаются размерами области мишени, которая облучается электронами, ускоренными на равновесной орбите, относительно которой они совершали бетатронные колебания, смещенными с равновесной орбиты в результате импульсного уменьшения индукции в области равновесной орбиты ниже порогового значения за счет действия импульса магнитного поля, генерируемого обмотками смещения, и переместившимися в пространстве между равновесной орбитой и мишенью по спиральной траектории.The dimensions of the focal spot of bremsstrahlung are given by the dimensions of the target region, which is irradiated by electrons accelerated in equilibrium orbit, relative to which they made betatron oscillations, displaced from the equilibrium orbit as a result of a pulsed decrease in induction in the equilibrium orbit below the threshold value due to the action of the magnetic field pulse generated displacement windings, and moving in the space between the equilibrium orbit and the target along a spiral path.
Размер облучаемой области мишени в аксиальном направлении определяется амплитудами колебаний электронов в аксиальном направлении в процессе смещения, величина которых обратно пропорциональна величине аксиального градиента радиальной составляющей индукции.The size of the irradiated region of the target in the axial direction is determined by the amplitudes of electron vibrations in the axial direction during the displacement process, the magnitude of which is inversely proportional to the axial gradient of the radial component of the induction.
В процессе смещения импульсное магнитное поле, формируемое первой и второй системами обмоток смещения, увеличивает степень спадания магнитного поля в области между равновесной орбитой и радиальным положением мишени в гораздо большей степени, чем при реализации процесса смещения в известных устройствах. Радиальная составляющая индукции во всех точках этой области вблизи плоскости ускорения увеличивается, причем степень увеличения является возрастающей функцией радиального отличия от положения равновесной орбиты. В результате, в процессе смещения амплитуда аксиальных колебаний электронов уменьшается, электроны падают на мишень с уменьшенной амплитудой аксиальных колебаний, облучают область поверхности малого аксиального размера, что обеспечивает малый аксиальный размер фокусного пятна тормозного излучения.In the process of bias, the pulsed magnetic field generated by the first and second bias winding systems increases the degree of magnetic field decay in the region between the equilibrium orbit and the radial position of the target to a much greater extent than when the bias process is implemented in known devices. The radial component of induction at all points of this region near the acceleration plane increases, and the degree of increase is an increasing function of the radial difference from the position of the equilibrium orbit. As a result, during the shift, the amplitude of the axial vibrations of the electrons decreases, the electrons fall on the target with a reduced amplitude of the axial vibrations, irradiate the surface area of a small axial size, which ensures a small axial size of the focal spot of the bremsstrahlung.
В итоге формируется фокусное пятно тормозного излучения с малым аксиальным размером, намного меньшим, чем у известных источников тормозного излучения.As a result, a focal spot of bremsstrahlung is formed with a small axial size, much smaller than that of known sources of bremsstrahlung.
Действие импульсного магнитного поля, формируемого первой и второй системами обмоток смещения, выше при аксиальном зазоре между обмотками смещения второй системы, меньшем аксиального размера ускорительной камеры.The action of the pulsed magnetic field generated by the first and second bias winding systems is higher with an axial gap between the bias windings of the second system, smaller than the axial size of the accelerator chamber.
Заполнение части зазора между обмотками смещения первой и второй систем магнитным материалом позволяет выполнить первую и вторую системы обмоток смещения с меньшими импульсными ампер-витками с сохранением их функциональных свойств и практически без влияния на процесс захвата электронов в ускорение при инжекции и на процесс ускорения электронов до смещения на мишень.Filling part of the gap between the bias windings of the first and second systems with magnetic material allows the first and second bias windings to be made with smaller pulsed ampere turns while maintaining their functional properties and practically without affecting the electron capture into acceleration during injection and the electron acceleration to bias on the target.
На фиг.1 показана схема предлагаемого устройства в двух проекциях.Figure 1 shows a diagram of the proposed device in two projections.
На фиг.2 - радиальные распределения индукции В в плоскости ускорения.Figure 2 - radial distribution of induction In in the acceleration plane.
Зависимость 1 - перед началом процесса смещения электронов с равновесной орбиты.Dependence 1 - before the start of the process of displacement of electrons from the equilibrium orbit.
Зависимости 2, 3, 4 - в момент достижения порогового значения индукции на радиусе равновесной орбиты: зависимость 2 - при реализации устройства-прототипа, зависимость 3 - при реализации предлагаемого устройства без частичного заполнения магнитным материалом зазора между обмотками смещения, зависимость 4 - при реализации предлагаемого устройства с частичным заполнением магнитным материалом зазора между обмотками смещения.
На фиг.3 - зависимости магнитного потока F от радиуса R.Figure 3 - dependence of the magnetic flux F on the radius R.
Зависимость 1 - перед началом процесса смещения электронов с равновесной орбиты.Dependence 1 - before the start of the process of displacement of electrons from the equilibrium orbit.
Зависимости 2, 3, 4 - в момент достижения порогового значения индукции на радиусе равновесной орбиты: зависимость 2 - при реализации устройства-прототипа, зависимость 3 - при реализации предлагаемого устройства без частичного заполнения магнитным материалом зазора между обмотками смещения.
На фиг.4 - аксиальные распределения радиальной составляющей индукции BR на равновесной орбите.Figure 4 - axial distribution of the radial component of the induction B R in equilibrium orbit.
Зависимость 1 - перед началом процесса смещения электронов с равновесной орбиты.Dependence 1 - before the start of the process of displacement of electrons from the equilibrium orbit.
Зависимости 2, 3, 4 - в момент достижения порогового значения индукции на радиусе равновесной орбиты: зависимость 2 - при реализации устройства-прототипа, зависимость 3 - при реализации предлагаемого устройства без частичного заполнения магнитным материалом зазора между обмотками смещения.
На фиг.5 - аксиальные распределения радиальной составляющей индукции BR на радиусе положения мишени.Figure 5 - axial distribution of the radial component of the induction B R on the radius of the position of the target.
Зависимость 1 - перед началом процесса смещения электронов с равновесной орбиты.Dependence 1 - before the start of the process of displacement of electrons from the equilibrium orbit.
Зависимости 2, 3, 4 - в момент достижения порогового значения индукции на радиусе равновесной орбиты: зависимость 2 - при реализации устройства-прототипа, зависимость 3 - при реализации предлагаемого устройства без частичного заполнения магнитным материалом зазора между обмотками смещения.
На фиг.6 - радиальные распределения индукции В при различных соотношениях величины зазора L между обмотками смещения второй системы и аксиального размера ускорительной камеры h при пороговом значении индукции на равновесной орбите.Figure 6 shows the radial distribution of induction B at various ratios of the gap L between the bias windings of the second system and the axial size of the accelerator chamber h at the threshold value of induction in equilibrium orbit.
На фиг.7 - аксиальные распределения радиальной составляющей индукции BR на радиусе равновесной орбиты при различных соотношениях величины зазора L между обмотками смещения второй системы и аксиального размера ускорительной камеры h при пороговом значении индукции на равновесной орбите.7 - axial distribution of the radial component of the induction B R on the radius of the equilibrium orbit for various ratios of the gap L between the bias windings of the second system and the axial size of the accelerator chamber h at a threshold value of induction in equilibrium orbit.
На фиг.8 - аксиальные распределения радиальной составляющей индукции BR на радиусе положения мишени при различных соотношениях величины зазора между обмотками смещения второй системы L и аксиального размера ускорительной камеры h при пороговом значении индукции на равновесной орбите.On Fig - axial distribution of the radial component of the induction B R on the radius of the position of the target with different ratios of the gap between the bias windings of the second system L and the axial size of the accelerator chamber h at a threshold value of induction in equilibrium orbit.
На фиг.9 - радиальные распределения индукции В в плоскости ускорения при различном частичном заполнении магнитным материалом зазора между обмотками смещения.In Fig.9 - the radial distribution of induction B in the acceleration plane for various partial filling of the gap between the bias windings with magnetic material.
Источник тормозного излучения содержит магнитопровод 1, полюсы 2, обмотки возбуждения 3 на полюсах 2, центральные вкладыши 4, ускорительную камеру 5 с внешним радиусом RK между полюсами 2, мишень 6, расположенную на инжекторе 7 в ускорительной камере 5 на радиусе RM, большем радиуса равновесной орбиты R0, две системы обмоток смещения с противоположно направленными импульсными ампер-витками в конце цикла ускорения. Первая система содержит обмотки смещения 8 и 9, вторая система содержит обмотки смещения 10 и 11. Обмотки смещения 8, 9, 10, 11 расположены между ускорительной камерой 5 и магнитопроводом 1. В обмотках смещения первой системы, ближних к полюсам обмоток смещения 8, 9, направление импульсных ампер-витков совпадает с направлением токов в обмотках возбуждения 3 на полюсах 2. Обмотки смещения 10 и 11 второй системы расположены с зазором Н относительно обмоток смещения 8, 9 первой системы, ближних к полюсам обмоток смещения. Направление импульсных ампер-витков в обмотках смещения 10 и 11 противоположно направлению токов в обмотках возбуждения 3 и, соответственно, импульсных ампер-витков в обмотках смещения 8 и 9.The bremsstrahlung source contains a
Обмотки смещения 10 и 11 расположены с зазором L между ними, меньшим, например, размера h ускорительной камеры 5 в аксиальном направлении.The bias windings 10 and 11 are located with a gap L between them, smaller, for example, of the size h of the
Часть зазора, например, за пределами радиуса RFe между обмотками смещения 8 и 10, а также между обмотками смещения 9 и 11, заполнена магнитным материалом 12.Part of the gap, for example, outside the radius R Fe between the bias windings 8 and 10, as well as between the bias windings 9 and 11, is filled with magnetic material 12.
В цикле работы устройства нарастающий ток в обмотках возбуждения 3 создает нарастающий магнитный поток F в магнитопроводе 1, центральных вкладышах 4, полюсах 2, межполюсном пространстве и, при наличии, в магнитном материале 12 в зазорах Н между обмотками смещения 8 и 10, 9 и 11. В момент оптимального соответствия между напряжением инжекции инжектора 7 и индукцией магнитного поля в пространстве между полюсами 2 часть электронов из инжектора 7 в ускорительной камере 5 захватывается в ускорение на равновесной орбите, радиус которой задается параметрами центральных вкладышей 4 и распределением магнитной индукции В в пространстве между полюсами 2, задаваемым профилем полюсов и, при наличии, магнитным материалом 12 в зазорах Н между обмотками смещения 8 и 10, 9 и 11.In the cycle of the device, the increasing current in the
Под действием электрического поля, индуцированного нарастающим магнитным потоком, F электроны ускоряются на равновесной орбите, совершая относительно нее бетатронные колебания, амплитуда которых в радиальном и аксиальном направлениях определяется степенью спадания магнитной индукции В в межполюсном пространстве.Under the influence of an electric field induced by an increasing magnetic flux, F electrons are accelerated in equilibrium orbit, making betatron oscillations relative to it, the amplitude of which in the radial and axial directions is determined by the degree of decay of the magnetic induction B in the interpolar space.
В конце цикла ускорения перед началом процесса смещения током обмоток возбуждения 3 в пространстве между полюсами 2 создается магнитное поле с индукцией на равновесной орбите В0, с распределением индукции в области между равновесной орбитой с радиусом, например, R0=50 мм и мишенью на радиусе RM=70 мм в плоскости ускорения в соответствии с зависимостью 1 (фиг2).At the end of the acceleration cycle, before the start of the process of displacement of the
Действием импульсного магнитного поля первой и второй систем обмоток смещения запускается процесс смещения ускоренных электронов на мишень.The action of the pulsed magnetic field of the first and second bias winding systems starts the process of shifting accelerated electrons to the target.
При этом импульсным магнитным полем обмоток смещения индукция В в области равновесной орбиты уменьшается до порогового значения смещения, например, на 15%, при котором магнитное поле, несмотря на то что одновременно произошло некоторое замедление электронов из-за уменьшения магнитного потока F в пределах равновесной орбиты (R=50 mm) (зависимость 3, фиг.3), не может удерживать электроны на равновесной орбите.In this case, by the pulsed magnetic field of the bias windings, the induction B in the region of the equilibrium orbit decreases to the threshold bias value, for example, by 15%, at which the magnetic field, despite the fact that at the same time there was a slight deceleration of electrons due to a decrease in the magnetic flux F within the equilibrium orbit (R = 50 mm) (
Достижение порогового значения смещения сопровождается изменением распределения магнитной индукции В в пространстве между равновесной орбитой и радиальным положением мишени с увеличением ее спада.Reaching the threshold bias value is accompanied by a change in the distribution of magnetic induction B in the space between the equilibrium orbit and the radial position of the target with an increase in its decline.
Пороговому значению смещения соответствует распределение магнитной индукции в пространстве между равновесной орбитой и радиальным положением мишени (фиг.2, зависимость 3) с гораздо большим спадом, чем до запуска процесса смещения (фиг.2, зависимость 1) и при реализации смещения в известном устройстве-прототипе (фиг.2, зависимость 2).The threshold value of the bias corresponds to the distribution of magnetic induction in the space between the equilibrium orbit and the radial position of the target (figure 2, dependence 3) with a much larger drop than before the start of the bias process (figure 2, dependence 1) and when the bias is implemented in a known device, prototype (figure 2, dependence 2).
Увеличенному спаду соответствуют увеличенные аксиальные градиенты радиальной составляющей индукции BR.The increased decay corresponds to the increased axial gradients of the radial component of the induction B R.
Аксиальные градиенты предлагаемого устройства (фиг.4, 5, зависимость 3) значительно превосходят аксиальные градиенты устройства-прототипа (фиг.4, 5, зависимость 2).The axial gradients of the proposed device (Fig. 4, 5, dependence 3) significantly exceed the axial gradients of the prototype device (Fig. 4, 5, dependence 2).
Увеличенным аксиальным градиентам радиальной составляющей индукции соответствуют увеличенные аксиальные силы, действующие на электроны при их отклонении от плоскости смещения (ускорения), что приводит к уменьшению амплитуды аксиальных колебаний электронов в процессе смещения и значит к уменьшению аксиального размера облучаемой области поверхности мишени и, соответственно, к уменьшению аксиального размера фокусного пятна тормозного излучения.The increased axial gradients of the radial component of the induction correspond to the increased axial forces acting on the electrons when they deviate from the plane of displacement (acceleration), which leads to a decrease in the amplitude of the axial vibrations of electrons in the process of displacement and, therefore, to a decrease in the axial size of the irradiated region of the target surface and, accordingly, to reducing the axial size of the focal spot of bremsstrahlung.
Тормозное излучение из мишени выходит через стенку ускорительной камеры и зазор между обмотками смещения 10, 11 второй системы на облучаемый объект.The bremsstrahlung from the target exits through the wall of the accelerating chamber and the gap between the bias windings 10, 11 of the second system to the irradiated object.
Степень изменения распределения индукции в межполюсном пространстве при достижении порогового значения индукции на равновесной орбите в процессе смещения существенно зависит от положения первой и второй систем обмоток смещения относительно плоскости ускорения.The degree of change in the distribution of induction in the interpolar space upon reaching the threshold value of induction in equilibrium orbit during the bias process substantially depends on the position of the first and second bias winding systems relative to the acceleration plane.
На фиг 6 показаны радиальные распределения индукции В в пределах от R0 до RM, а на фиг.7, 8 - аксиальные распределения радиальной составляющей BR на радиусах R0 и RM при различных соотношениях между зазором L и аксиальным размером ускорительной камеры h (фиг.1), равных L2=h (зависимости 2), L3=0.75×h (зависимости 3), L4=0.5×h (зависимости 4) при неизменных ампер-витках первой и второй систем обмоток смещения. Зависимости 1 соответствуют состоянию до начала процесса смещения. При уменьшении L от величины, равной аксиальному размеру ускорительной камеры h, степень изменения распределений тем больше, чем меньше L.In Fig. 6, the radial distributions of induction B are shown in the range from R 0 to R M , and in Figs. 7, 8 are the axial distributions of the radial component B R at the radii R 0 and R M with different ratios between the gap L and the axial size of the accelerator chamber h (Fig. 1), equal to L 2 = h (dependences 2), L 3 = 0.75 × h (dependencies 3), L 4 = 0.5 × h (dependencies 4) with constant ampere turns of the first and second bias winding systems.
Заполнение ферромагнитным материалом части зазора между обмотками первой и второй систем в несколько раз уменьшает ампер-витки обмоток смещения.Filling a part of the gap between the windings of the first and second systems with ferromagnetic material reduces the ampere-turns of the bias windings several times.
Зависимость 4 на фиг.2 соответствует распределению индукции при достижении порогового значения индукции на равновесной орбите при наличии магнитного материала в зазоре между обмотками смещения, начиная с радиуса RFe=1.2×RK (фиг.1), а зависимость 3 - при отсутствии магнитного материала в зазоре. Зависимости практически не различаются, хотя соотношение ампер-витков равно 4.
Такое заполнение изменяет распределение индукции В в области между равновесной орбитой и радиальным положением инжектора (мишени) в процессе ускорения до начала смещения электронов с равновесной орбиты всего на несколько процентов в зависимости от RFe и величины зазора L между обмотками второй системы (фиг.9: 1 - отсутствие магнитного материала в зазоре; 2 - RFe=1.3×RK, L=0.5×h; 3 - RFe=1.2×RK, L=0.5×h; 4 - RFe=1.2×RK, L=0.75×h)This filling changes the distribution of induction B in the region between the equilibrium orbit and the radial position of the injector (target) during acceleration before the start of electron displacement from the equilibrium orbit by only a few percent depending on R Fe and the gap size L between the windings of the second system (Fig. 9: 1 - the absence of magnetic material in the gap; 2 - R Fe = 1.3 × R K , L = 0.5 × h; 3 - R Fe = 1.2 × R K , L = 0.5 × h; 4 - R Fe = 1.2 × R K , L = 0.75 × h)
Это, как и то, что реализация предлагаемого устройства достигается в основном введением дополнительных узлов без изменения узлов, принципиально определяющих функционирование устройства, позволяет создавать предлагаемые устройства путем модернизации серийно выпускаемых установок с соответствующей подстройкой магнитных систем.This, as well as the fact that the implementation of the proposed device is achieved mainly by the introduction of additional nodes without changing the nodes that fundamentally determine the functioning of the device, allows you to create the proposed device by modernizing commercially available plants with the corresponding adjustment of magnetic systems.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011141364/07A RU2482642C1 (en) | 2011-10-12 | 2011-10-12 | Source of braking radiation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011141364/07A RU2482642C1 (en) | 2011-10-12 | 2011-10-12 | Source of braking radiation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011141364A RU2011141364A (en) | 2013-04-20 |
| RU2482642C1 true RU2482642C1 (en) | 2013-05-20 |
Family
ID=48790010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011141364/07A RU2482642C1 (en) | 2011-10-12 | 2011-10-12 | Source of braking radiation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2482642C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0023837A1 (en) * | 1979-08-02 | 1981-02-11 | Xtec Incorporated | Fuel saver for internal combustion engines |
| RU2072643C1 (en) * | 1994-04-21 | 1997-01-27 | Научно-исследовательский институт интроскопии Томского политехнического университета | Method of production of small-sized bremsstrahlung focus in cyclic charged-particle accelerator |
| JPH11168000A (en) * | 1997-12-04 | 1999-06-22 | Mitsubishi Electric Corp | Electromagnetic wave generation method and electromagnetic wave generator |
| RU2400949C1 (en) * | 2009-04-07 | 2010-09-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Device for directing beam of electrons accelerated in betatron onto target |
-
2011
- 2011-10-12 RU RU2011141364/07A patent/RU2482642C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0023837A1 (en) * | 1979-08-02 | 1981-02-11 | Xtec Incorporated | Fuel saver for internal combustion engines |
| RU2072643C1 (en) * | 1994-04-21 | 1997-01-27 | Научно-исследовательский институт интроскопии Томского политехнического университета | Method of production of small-sized bremsstrahlung focus in cyclic charged-particle accelerator |
| JPH11168000A (en) * | 1997-12-04 | 1999-06-22 | Mitsubishi Electric Corp | Electromagnetic wave generation method and electromagnetic wave generator |
| RU2400949C1 (en) * | 2009-04-07 | 2010-09-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Device for directing beam of electrons accelerated in betatron onto target |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011141364A (en) | 2013-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2439865C2 (en) | Betatron with simple excitation | |
| KR100442990B1 (en) | Systems and Methods for Generating Nested Static and Time-Varying Magnetic Fields | |
| CN114365256B (en) | Ion implantation system, beam energy measuring device and beam energy measuring method | |
| Yamamoto | A novel attempt to develop very short period undulators | |
| RU2482642C1 (en) | Source of braking radiation | |
| RU2468545C1 (en) | Deceleration emission source | |
| RU2187913C2 (en) | Induction accelerator pulsed power system | |
| RU2482641C1 (en) | Source of braking radiation | |
| RU2516293C2 (en) | Betatron with contraction and expansion coil | |
| RU2470497C2 (en) | Betatron with variable orbit radius | |
| Caporaso et al. | Beam dynamics in the advanced test accelerator (ATA) | |
| RU2187912C2 (en) | Induction accelerator pulsed power | |
| US2953750A (en) | Magnetic cable | |
| RU2187914C2 (en) | Induction accelerator pulsed power system | |
| US2738420A (en) | Injection into charged particle accelerators | |
| US2773183A (en) | Device for controlling the flow of electrons in a betatron | |
| JP3948511B2 (en) | Magnetic field generator that combines electromagnet and permanent magnet in the vertical direction | |
| JP2011113901A (en) | Induction acceleration sector cyclotron | |
| US2803767A (en) | Radiation sources in charged particle accelerators | |
| SU1266452A1 (en) | Method and apparatus for forming high-current ultrarelativistic beams of sub-nanosecond range | |
| KR100716136B1 (en) | Ion fraction measuring device using permanent magnet filter | |
| JP3984918B2 (en) | FFAG betatron | |
| Bazyl et al. | Beam dynamics calculation in the induction linear accelerator | |
| Romanenko et al. | The effect of magnetic quadrupole lens hysteresis on the focusing of an ion beam with variable energy in a nuclear scanning microprobe | |
| RU30480U1 (en) | Betatron pulse power supply system with demagnetization of the magnetic circuit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131013 |