Конструкция ускорителя

Диафрагмированный волновод должен обеспечивать расчетное распределение фазовой скорости волны вдоль оси. Для этого точность монтажа должна составлять 10 ^-2 мм., а сам волновод в процессе работы охлаждается проточной водой, чтобы исключить температурные колебания среды и связанные с этим изменения геометрических размеров устройства.

В группирователе, где скорость частиц постоянно возрастает, шаг установки диафрагм также растет. В ускоряющих секциях, где v=c, шаг постоянен и равен l /4. Диафрагмы выполнены из меди толщиной около 4 мм.

На рис.22 приведена схема устройства линейного электронного ускорителя с бегущей волной на энергию 6 МэВ (ЭЛУ – 6).

Рис.22

Диафрагмированный волновод состоит из двух секций. Электроны инжектируются в первую (группирующую) секцию 13, в которой происходит их предварительное ускорение и концентрация в сгустки. Затем частицы проступают во вторую, ускоряющую секцию 11, где приобретают конечную энергию. Наружу электроны выводятся через выходное окно 8 в вакуумной камере.

Инжектором 3 служит электронный источник с вольфрамовым (в виде спирали) или гексаборидлантановым (в виде таблетки) катодом. Анод заземлен, а на катод подают импульсы отрицательного напряжения от модулятора инжектора. Энергия электронов, приобретаемая в инжекторе, около 50 кэВ. Импульсы напряжения с коротким фронтом формируются электровакуумным прибором, называемым тиратроном.

Для питания диафрагмированного волновода используют магнетрон 1, управляемый импульсным модулятором 18. Модулированные прямоугольными импульсами СВЧ колебания магнетрона поступают в группирующую секцию через отрезок круглого волновода с фазовращателем 17 и переходную секцию 15, сочленяющую круглую секцию с прямоугольной.

В переходной секции имеется вакуумное окно 16, разделяющее части ускорителя, находящиеся при высоком и атмосферном давлении.

Непосредственный ввод СВЧ мощности в группирующий волновод осуществляется через трансформатор типа волны 2. Неиспользованную мощность отводят в поглощающую нагрузку 10.

Конечная энергия электронов регулируется от 4 до 6 МэВ путем изменения равновесной фазы электрического поля на входе второй секции с помощью фазовращателя 12.

Для фокусировки электронов используют магнитную катушку 14, надетую на группирующую секцию волновода. Дополнительная фокусировка обеспечивается магнитной линзой 7, размещенной в промежутке между секциями.

Для создания вакуума используется несколько насосов 6, расположенных по всей длине ускорителя. Обычно это магниторазрядные насосы типа НОРД.

Управление током пучка обычно происходит за счет изменения тока инжектора, регулируя накал катода, или параметров работы магнетрона.

Техническая характеристика ускорителя
«Электроника ЭЛУ-6»

Средняя энергия ускоренных электронов 6 МэВ

Ток пучка а импульсе, номинальный 0,6 А

Пределы регулировки тока пучка 0–0,6 А

Ширина энергетического спектра не более 5 %

Длительность импульсов тока 1–5 мкс

Частота следования импульсов 0–250 Гц

Диаметр пучка электронов в плоскости выходного окна 5 мм

Средний ток пучка 500 мкА

Дата добавления: 2014-01-04