РЕЛЬСОВЫЙ УСКОРИТЕЛЬ МИКРОННЫХ ЧАСТИЦ
RAIL ACCELERATOR OF MICRON PARTICLES

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для ускорения макротел, моделирования микрометеоритов и техногенных частиц, применяться в физике высокоскоростного удара.
Известен рельсовый электромагнитный ускоритель твердых тел, состоящий из силового корпуса, параллельных электродов, образующих внешнюю и внутреннюю пару, соединенные перемычкой, а также двух источников питания и двух коммутаторов. (Патент РФ №2066434, МПК F41B 6/00. Опубликован 10.09.1996). Недостатком данного ускорителя является невозможность ускорения частиц с размерами менее долей миллиметра.
Также известен рельсовый кондукционный ускоритель твердых тел (Патент РФ №2027971, МПК F41B 6/00. Опубликован 27.01.1995), обладающий аналогичными недостатками.
Наиболее близким является рельсовый электромагнитный ускоритель, содержащий силовой корпус и находящиеся в нем рельсы и подмагничивающие катушки, соединенные последовательно с источником тока, через скользящий по рельсам якорь. Подмагничивающие катушки выполнены двухслойными для уменьшения силовых нагрузок на рельсы. (Патент РФ №2418350, МПК Н02К 41/02. Опубликован 10.05.2011). Однако и он не позволяет ускорять микронные частицы, хоть и обладает большей эффективностью из-за наличия подмагничивания. Кроме того, представленные прототипы неспособны разгонять сразу группу мелких частиц.
Поставлена задача разработать ускоритель, свободный от указанных недостатков.
Поставленная задача решается тем, что в ускорителе, содержащем силовой корпус и находящиеся в нем рельсы и подмагничивающие катушки, соединенные с источником тока, согласно изобретению добавлен металлический контейнер, содержащий микронные ускоряемые частицы, расположенный в пространстве между рельсами с возможностью продольного перемещения и обеспечивающий электрический контакт между ними.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен общий вид рельсового ускорителя микронных частиц.
Устройство содержит силовой корпус 1, рельсы 2, подмагничивающие катушки 3, источник тока 4, металлический контейнер 5, микронные ускоряемые частицы 6. Силовой корпус 1 удерживает находящиеся в нем рельсы 2, соединенные через катушки подмагничивания 3 с источником тока 4, металлический контейнер, содержащий микронные ускоряемые частицы 6, расположенный в пространстве между рельсами с возможностью продольного перемещения и обеспечивающий электрический контакт между ними.
Устройство работает следующим образом.
По электрической цепи, образованной последовательным включением источника тока 4, катушек подмагничивания 3, пары рельсы 2 и скользящего между ними металлического контейнера 5, протекает ток, создающий магнитное поле в межэлектродном пространстве. Магнитное поле, взаимодействуя с током, протекающим через металлический контейнер, вызывает его ускорение вдоль рельс. Толщина стенок металлического контейнера и величина тока подобраны таким образом, чтобы при достижении необходимой скорости контейнера и расположенных в нем микронных ускоряемых частиц металлический контейнер разрушался от Джоулева нагрева и переходил в состояние плазмы. Образовавшаяся плазма в межэлектродном пространстве рельсотрона, продолжая ускоряться под действием силы Лоренца, набирает большую скорость и вылетает из ускорителя первой относительно микронных ускоряемых частиц, движущихся по инерции после разрушения контейнера.
Применение предложенного технического решения позволяет ускорять группу частицы микронных размеров с помощью рельсового ускорителя. При этом следует заметить, что частицы могут быть из любого тугоплавкого материала, как проводящего так и диэлектрического. Кроме того, один контейнер может содержать частицы разного размера и массы. Если образующаяся в процессе разрушения контейнера плазма мешает эксперименту, ее можно отклонять магнитным полем, не влияющим на траекторию нейтральных ускоряемых частиц.