Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ВЫПУСКНОЕ ОКНО ЭЛЕКТРОННОГО УСКОРИТЕЛЯ
ВЫПУСКНОЕ ОКНО ЭЛЕКТРОННОГО УСКОРИТЕЛЯ

ВЫПУСКНОЕ ОКНО ЭЛЕКТРОННОГО УСКОРИТЕЛЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в ускорительной технике и может найти применение в радиационных технологиях, использующих электронное облучение, таких как дезинсекция зерна, консервация продуктов питания, радиационная химия, включая очистку газов, сшивание полимеров и др. Сущность изобретения: в выпускном окне электронного ускорителя, содержащем фланец с отверстием, закрытым прозрачной для электронов фольгой с поддерживающей подложкой, последняя выполнена из пироуглеродной ткани. Изобретение позволяет выпускать большие величины токов (единицы ампер) с малыми потерями энергии в выпускном окне, что повышает КПД работы выпускного окна. 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2101888
Класс(ы) патента: H05H5/02, H01J33/04
Номер заявки: 96119430/25
Дата подачи заявки: 27.09.1996
Дата публикации: 10.01.1998
Заявитель(и): Долгачев Георгий Иванович; Нитишинский Михаил Сергеевич
Автор(ы): Долгачев Георгий Иванович; Нитишинский Михаил Сергеевич
Патентообладатель(и): Долгачев Георгий Иванович; Нитишинский Михаил Сергеевич
Описание изобретения: Изобретение относится к ускорительной технике и может найти применение в радиационных технологиях использующих электронное облучение, таких как дезинсекция зерна, консервация продуктов питания, радиационная химия, включая очистку газов, сшивание полимеров и др.
Известно выпускное окно электронного ускорителя, содержащее фланец с отверстием, закрытым прозрачной для электронов фольгой [Абрамян Е.А. Промышленные ускорители электронов, -М. Энергоатомиздат, 1986, с. 165-172]
Недостатком такого окна является ограниченность тока выпускаемого через него пучка электронов, так, с увеличением диаметра круглого окна приходится увеличивать толщину фольги, что приводит к снижению ее прозрачности и плотности пропускаемого тока. В итоге величина выпускаемого тока не зависит от диаметра окна и в случае алюминиевой фольги составляет ≈10-2А.
Ближайшим техническим решением является выпускное окно электронного ускорителя [см. там же, с. 168] содержащее фланец с отверстием, закрытым прозрачной для электронов фольгой с поддерживающей подложкой. В качестве поддерживающей подложки используют металлические ребра, расположенные на расстоянии l друг от друга. Пучок разрезается ребрами на части, каждая из которых выпускается участком фольги в виде ленточки. Если ширина каждой ленточки l, суммарная длина всех ленточек b, то такое окно пропускает ток в b/l раз больший, чем "элементарное окно" в виде квадрата со стороной l. Ток через такое "элементарное окно" (как и для круглого окна) не зависит от размера l и в случае алюминиевой фольги составляет около 5·10-3А. Таким образом, полный ток окна может быть увеличен до любой необходимой величины.
Недостатком такого выпускного окна являются потери тока пучка на ребрах, составляющие 30-40% его величины.
Техническим результатом изобретения является снижение потерь тока пучка, что повышает КПД.
Технический результат достигается тем, что в выпускном окне электронного ускорителя, содержащем фланец с отверстием, закрытым прозрачной для электронов фольгой с поддерживающей подложкой, поддерживающая подложка выполнена из пироуглеродной ткани.
На чертеже представлена схема выпускного окна.
Окно содержит фланец 1 с отверстием, закрытым поддерживающей подложкой 2, выполненной из пироуглеродной ткани, и фольгой 3. Фольга вакуумно уплотнена на фланец с помощью уплотнителя 4 и разделяет вакуумный объем ускорителя (на чертеже слева от фольги) и атмосферу (справа).
Выпускное окно работает следующим образом.
Электронный пучок падает на окно с вакуумной стороны. При этом максимальная величина тока через окно определяется свойствами материала фольги. Плотность потерь мощности в фольге (1) Pп~ jhzρ, где j плотность тока пучка, h толщина фольги, z заряд ядер материала фольги, ρ - плотность фольги. При этом толщина фольги определяется линейными размерами фольги (диаметром) l и ее удельной прочностью σ:
(2) h~1/σ Плотность мощности, снимаемой с фольги атмосферой, составит
(3) Pсн~λT/h, где λ - теплопроводность фольги, T допустимая рабочая температура, при которой нет заметного снижения механических свойств фольги. Из (1)-(3) определим допустимую величину тока через фольгу: (4) I~Tλσ2/zρ
Если величину k =Τλσ2/zρ для алюминия принять за единицу измерения таких величин, то для применяемых в выпускных окнах титана к=2, бериллия к=2,5. Для пироуглерода к=200 и, соответственно, ток, пропускаемый пироуглеродной пленкой (тканью) составит 2 А. Учет теплового излучения приведет к увеличению пропускаемого тока. В выпускном окне пироуглеродная ткань применяется как прозрачная для электронов поддерживающая вакуумплотную тонкую фольгу подложка. Толщина фольги, определенная из (2), много меньше той, которую позволяют технологические возможности, и реально она составляет 5 мкм для титана и 10 мкм для алюминия. Возможно напыление на ткань вакуумплотного слоя металла толщиной около 1 мкм.
Рассмотрим пример выполнения выпускного окна для ускорителя с энергией электронов 1 МВ и током 0,5 А. Существуют программы расчета прохождения электронов через вещество, но проще воспользоваться табличными данными, например, из [Баранов В. Ф. Дозиметрия электронного излучения. -М. Атомиздат, 1974] при массовой толщине пироуглеродной ткани 0,03 г/см2 и алюминиевой фольги 2,7·10-3 г/см2 потери энергии пучка составят около 1% Диаметр окна составит 6 см.
Таким образом, изобретение позволяет выпускать большие величины токов (единицы ампер) с малыми потерями энергии в выпускном окне, что позволяет повысить КПД работы выпускного окна.
Формула изобретения: Выпускное окно электронного ускорителя, содержащее фланец с отверстием, закрытым прозрачной для электронов фольгой с поддерживающей подложкой, отличающееся тем, что поддерживающая подложка выполнена из пироуглеродной ткани.