RU1798938C - Accelerating system of linear induction accelerator - Google Patents

Abstract

Использование: относитс  к импульсной технике и может быть использовано в лазерах, радиолокации и других системах, использующих высоковольтные импульсы, следующие с высокой частотой повторени . Сущность изобретени : в качестве источника перемагничивающего напр жени  использованы генераторы периодического, например синусоидального, напр жени  достаточно большой мощности, которые бескоммутационно формируют в конце каждого полупериода пр моугольные импульсы , следующие с заданной частотой. 2 ил.Usage: relates to pulsed technology and can be used in lasers, radar and other systems using high voltage pulses, following with a high repetition rate. SUMMARY OF THE INVENTION: generators of periodic, e.g. sinusoidal, voltage of sufficiently high power are used as a source of magnetizing voltage, which form square waves at the end of each half-wave without pulse switching, following at a given frequency. 2 ill.

Description

ЁYo

Изобретение относитс  к импульсной технике и предназначено дл  использовани , например, в линейных индукционных ускорител х ЛИУ, а также в лазерных радиолокационных и других системах, работающих с высокой частотой следовани  импульсов и использующих высоковольтные одно- или разнопол рные импульсы высокой мощности и субмикросекундной длительности с крутыми фронтами.The invention relates to pulsed technology and is intended for use, for example, in linear induction accelerators LIU, as well as in laser radar and other systems operating with a high pulse repetition rate and using high voltage single or multi-polar pulses of high power and submicrosecond duration with steep fronts.

Цель изобретени  - повышение частоты следовани  ускор ющих импульсов до 106- 10 L/C при принципиальном сн тии ограничени  на число мощных импульсов субмикросекундной длительности (10 8-10 7). Кроме того, устройство обладает повышенной надежностью и ресурсом работы, простотой конструкции и облегченной настройкой.The purpose of the invention is to increase the repetition rate of accelerating pulses to 106-10 L / C, while fundamentally removing the limit on the number of powerful pulses of submicrosecond duration (10 8-10 7). In addition, the device has increased reliability and service life, simplicity of design and easy configuration.

Цель достигаетс  зз счет того, что в системе линейного индукционного ускорител , включающей индуктора с тороидальными ферромагнетиками, в качестве источников питани  использованы генераторы периодического (например, синусоидального ) напр жени , э ферромагнитные сердечники выполнены с обмотками неоднородного подмагничивани , подключаемых к дополнительно введенному источнику тока.The goal is achieved due to the fact that in a linear induction accelerator system including an inductor with toroidal ferromagnets, periodic (e.g. sinusoidal) voltage generators are used as power sources, and the ferromagnetic cores are made with non-uniform magnetization windings connected to an additionally introduced current source.

На фиг. 1 изображена функциональна  схема ускор ющей системы линейного индукционного ускорител . На фиг. 2 приведены временные диаграммы формировани  высоковольтных импульсов.In FIG. 1 is a functional diagram of an accelerating system of a linear induction accelerator. In FIG. Figure 2 shows timing diagrams of the formation of high voltage pulses.

Генераторы 1 периодического, например , синусоидального напр жени  включены непосредственно или через передающие линии 2 к перемагничивающим виткам 3,  вл ющимс  в линейных индукционных ускорител х корпусами ускорительных  чеек 8. внутри которых размещены ферромагнитivjGenerators 1 of periodic, for example, sinusoidal voltage are connected directly or via transmission lines 2 to magnetizing coils 3, which are in accelerator cells 8. housings of accelerator cells in linear induction accelerators 8. inside of them there are ferromagnets

Ю 00U 00

ю со соu with

ные тороиды 4, снабженное обмотками 5 неоднородного модмагничиванИ , например , половины торб идов, соединенными с источником подмагничиванэщего тоца 6. Ускор ющие  чейки 8 распределены равномерно вдоль ускорител , т.е. вдоль оси пучка 7 ускор емых частиц. По существу, вместо разр дников 1 или Других газоразр дных приборов, или вместо большого ко- личёствгэ отдельных /магнитных генераторов 2 предлагаетс  использование генераторов периодического (например, синусоидального ) напр жени  с большой реактивной мощностью. При пол х, намного превышающих поле насыщени  ферро- г н и тн о г о .. тор о и Да 4, п о с л е д н и и оказываетс  насыщенным в течение почти всего полупериода перемагничивающего рол  за врем  более короткое, чем врем toroids 4, equipped with windings 5 of heterogeneous magnetization, for example, half of the torbids connected to the source of magnetized end 6. Accelerating cells 8 are distributed uniformly along the accelerator, i.e. along the beam axis there are 7 accelerated particles. Essentially, instead of dischargers 1 or other gas-discharge devices, or instead of a large number of separate / magnetic generators 2, it is proposed to use periodic (e.g. sinusoidal) voltage generators with high reactive power. At fields far exceeding the saturation field of ferrogene and so on. The torus Yes 4, after which it turns out to be saturated for almost the entire half-period of the magnetizing magnetization roll in a time shorter than the time

перемагнйчйвани  доменной структуры.remagnyvani domain structure.

При этом врем  перемагничиванИ  опреде- л етс  диссипативным членом в уравнении Ландау-Лифши;ца дл  ферромагнитного резонанса 4. Устройство работает следующим образом (, 2).:.:.. ;. ;,:. ; : : Перёмэгничивающий ток I достаточно большой амплитуды производит пёремагнИмива .ние ферромагнитных торойдов 4 после перехода тока через нулевое значе- |йе, образу  разнопол рные импульсы напр жени  .Un. каждые полупериоды Т/2 и однопол рные - каждый период Т. Под- магничйвающее квазистационарное поле Н половины торойдов 4 в  чейке 8 приводит к возникновению сдвоенных импульсов вихревой ЭДС, вследствие чего формируетс In this case, the magnetization reversal time is determined by the dissipative term in the Landau-Lifshi equation, and for ferromagnetic resonance 4. The device operates as follows (, 2).:.: ..;. ;,:. ; :: A remagnetizing current I of a sufficiently large amplitude produces a magnetization reversal of the ferromagnetic toroids 4 after the current passes through the zero value, forming multipolar voltage pulses .Un. every half-periods T / 2 and unipolar - each period T. The magnetizing quasistationary field H of half of the toroids 4 in cell 8 leads to the appearance of double pulses of a vortex EMF, as a result of which

пр моугольный импульс длительностью fn. Инжекци  пучка зар женных частиц производитс  во врем  существовани  плоской вершины напр жени  Un одного знака. Ускор ющие импульсы другого знака могутrectangular pulse of duration fn. An injection of a beam of charged particles occurs during the existence of a flat peak of voltage Un of the same sign. Accelerating pulses of a different sign can

быть использованы дл  ускорени  зар женных частиц противоположного знака или в противоположном направлении. Разнопол рные импульсы расшир ют возможностиbe used to accelerate charged particles of opposite sign or in the opposite direction. Bipolar pulses expand the possibilities

не только ускорительных устройств, но и р да других, например, лазеров, использующих объемный разр д в газовой среде,not only accelerator devices, but also a number of others, for example, lasers using a volume discharge in a gaseous medium,

Возможность неоднородного подмаг- ничивани  ферромагнитных торойдов позвол ёт производить коррекцию формы и длительности ускор ющего импульса непосредственно в действующем ускорителе без его остановки. Эта возможность позвол ет использовать систему автоматическойThe possibility of nonuniform magnetization of ferromagnetic toroids makes it possible to correct the shape and duration of the accelerating pulse directly in the active accelerator without stopping it. This feature allows you to use the automatic

коррекции ускор емых импульсов зар жен- ныхчас.тиц,; ; v .correction of accelerated impulses of charged hours. ; v.

Предложенное техническое решение неThe proposed technical solution is not

требует использовани  коммутаторов, определ ющих частоту следовани  импульсов,requires the use of switches that determine the pulse repetition rate,

большого числа магнитных генераторов или формирующих линий типа Блумлайна, вследствие чего предлагаема  система относительно проста, дешева и надежна. Предложенное решение принципиально неa large number of magnetic generators or forming lines such as Bloomline, as a result of which the proposed system is relatively simple, cheap and reliable. The proposed solution is fundamentally not

MMeet ограничени  по частоте и числу импульсов . : . :-.. .:.; Фррмул а изобретени   Ускор юща  система линейного индукционного ускорител , включающа  индукторы с тороидальными ферромагнитными сердечниками и источники питани , подключенные к индукторам, отличающа с  тем, что, с целью увеличени  частоты следовани  ускор ющих импульсов, ресурса работы и надежности устройства, в качестве источников питани  использованы генераторы периодического (например, су- нусоидального) напр жени , а ферромагнитные сердечники выполнены с обмоткамиMMeet limits the frequency and number of pulses. :. : - ...:.; Formula of the invention An accelerating system of a linear induction accelerator including inducers with toroidal ferromagnetic cores and power sources connected to inductors, characterized in that, in order to increase the repetition rate of accelerating pulses, the service life and reliability of the device, power sources are used generators of periodic (for example, sinusoidal) voltage, and ferromagnetic cores are made with windings

подмагничивани , подключенными к дополнительно введенным источникам тока. magnetization connected to additionally introduced current sources.

Фик4 Fick4