ЦИКЛИЧЕСКИЙ УСКОРИТЕЛЬ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ

Полезная модель относится к области ускорительной техники и может быть использовано для моделирования микрометеоритов и техногенных частиц.
Известен ускоритель высокоскоростных твердых частиц, содержащий инжектор, источник высокого напряжения, цилиндрические электроды и мишень, цилиндрические электроды имеют такие размеры и расположение, что образуют ускоряющие секции с коэффициентом времени пролета 0,99 и замедляющие секции с меньшим коэффициентом времени пролета. (Патент на полезную модель №2371891, ΜΠΚ H05H 5/00, опубл. 27.11.2008).
Наиболее близким аналогом является циклический ускоритель высокоскоростных твердых частиц, содержащий высоковольтный источник питания, тороидальные дефлекторы, высоковольтный усилитель и перестраиваемый генератор, тороидальные дефлекторы, индукционные датчики и попарно соединенные цилиндрические электроды, подключенные к выходам высоковольтного усилителя, входы которого подключены к выходу генератора с изменяющимися во времени частотой и длительностью импульсов в пачке, работающего под управлением ЭВМ, подключенной к нему через блок сопряжения, другие входы блока сопряжения подключены к выходам выходных усилителей сигналов индукционных датчиков и селектора скоростей. (Патент RU №2335868, ΜΠΚ H05H 5/00, опубл. 10.10.2008).
Однако он обладает недостатком:
Пониженный КПД тракта ускорителя из-за высоких требований к точности определения параметров ускоряемой частицы (Q/m, V) для прохождения через тороидальные дефлекторы.
Поставлена задача: повысить КПД тракта циклического ускорителя.
Поставленная задача достигается тем, что в циклический ускоритель высокоскоростных твердых частиц, содержащий индукционные датчики, усилитель, цилиндрические электроды, источник фиксированного высокого напряжения, цилиндрические электроды, селектор скоростей, согласно полезной модели, в местах загибов между индукционными датчиками установлена система электродов.
Сущность полезной модели поясняется чертежами:
На Фиг.1 изображена структурная схема циклического ускорителя высокоскоростных твердых частиц;
На Фиг.2 изображен график изменения напряженности электрического поля на системе электродов.
Устройство содержит системы электродов 1, расположенные по углам квадрата и подключенные к выходу высоковольтного источника питания 2, входы которого подключены к выходу перестраиваемого генератора пачке импульсов 3, электродинамические ускоряющие секции, состоящие из цилиндрических электродов 4, расположенных в ребрах квадрата, соединенных так, что электроды с нечетными номерами подключены к одному, а с четными номерами к другому выходу высоковольтного источника питания 2, индукционные датчики 5, расположенные вначале и в конце ускоряющих секций, подключенные ко входам усилителей 6, выходы которых подключены ко входам сумматора 7, выход которого подключен ко входу блока сопряжения 8, ЭВМ 9, входы которого подключены к выходам блока сопряжения 8, а выходы к его входам.
Система электродов (фиг.2) состоит из n числа электродов, сопротивление которых подобрано так, что поле в зазоре нарастает нелинейно (фиг.2). Благодаря такому полю, когда центробежная сила, действующая на частицу в системе электродов, преобладает над электростатической силой, то частица выталкивается в область сильного поля, где уже электростатическая сила преобладает над центробежной и частица возвращается в область низкого поля. Таким образом, частица совершает колебательные движения относительно фокусирующей оси системы электродов. Положение фокусирующей оси системы электродов зависит от параметров частицы (Q/m, V).
Устройство работает следующим образом. Через отверстие в первой системе электродов 1 в тракт ускорителя поступает поток заряженных частиц, который, проходя последовательно цилиндрические электроды 4, ускоряется в нечетных ускоряющих секциях и замедляется в четных ускоряющих секциях. Так как коэффициент времени пролета у четных секций выше, чем у нечетных, то поток частиц получает приращение в скорости. Проходя через индукционные датчики 5, частицы наводят на них потенциал, который усиливается усилителем 6 и поступает на вход сумматора 7. Время прихода сигнала с усилителя 6 соответствует времени пролета частицами индукционных датчиков 5 и обратно пропорционально скорости частиц в потоке. Напряжение во всей системе постоянно и распределено таким образом, что поле в области системы электродов сильнее в области периферии.