Способы или устройства для ускорения заряженных частиц, не предусмотренные в предыдущих рубриках – H05H 15/00

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для решения научных и прикладных задач. Ускорение макрочастиц в данном способе осуществляют градиентом поля бегущего по спиральной структуре электрического импульса. Способ ускорения макрочастиц заключается в том, что их предварительно электрически заряжают, предварительно ускоряют газодинамическим способом до скорости, соответствующей скорости инжекции в спиральный волновод, и окончательно ускоряют полем бегущего по виткам спирального волновода импульса напряжения. В качестве макрочастиц используют плоский конденсатор, который ускоряют полем бегущего по виткам импульса напряжения, при этом ускорение плоского конденсатора ведут в диэлектрическом канале, предотвращая его разворот на 180 градусов и его отклонение от оси ускорения. Технический результат - увеличение темпа ускорения. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области сильноточной импульсной электротехники. Технический результат - повышение эффективности использования электрической энергии, запасенной в индуктивном накопителе блока электропитания. Электромагнитное устройство для метания диэлектрических макротел содержит блок электропитания, блок пассивной временной нагрузки (БПВН) и N метательно-рекуперативных модулей (МРМ), при этом первый и второй выходные выводы блока электропитания соединены соответственно с первым и вторым входными выводами БПВН, а также с первым и вторым входными выводами каждого МРМ. Первый выходной вывод каждого МРМ соединен с третьим входным выводом БПВН, второй выходной вывод n-го МРМ соединен с третьим входным выводом (n+1)-го МРМ, где n=1, 2, , (N-1), N 2, а второй выходной вывод N-го МРМ соединен с третьим входным выводом первого МРМ. Каждый МРМ включает рельсовый электромагнитный ускоритель (РЭУ), дополнительно снабженный рекуперативным индуктивным преобразователем с основной и дополнительной обмотками, а также датчиком положения метаемого тела; два рекуператора, два полупроводниковых ключа, два насыщающихся дросселя, накопительный конденсатор, диод и три ключа. Первый вывод первого насыщающегося дросселя является первым входным выводом МРМ. Второй вывод первого насыщающегося дросселя соединен с первым электродом РЭУ, второй электрод которого соединен с плюсовым выводом первого полупроводникового ключа и плюсовым выводом диода, минусовой вывод которого является вторым входным выводом МРМ и соединен со вторым выводом накопительного конденсатора, первыми выводами обмоток рекуперативного индуктивного преобразователя и вторыми выводами обоих рекуператоров. Минусовой вывод первого полупроводникового ключа является третьим входным выводом МРМ и соединен с первым выводом накопительного конденсатора и первым выводом первого ключа, второй вывод которого является первым выходным выводом МРМ. Первый вывод основной обмотки соединен с первым выводом второго насыщающегося дросселя и первым выводом второго ключа, второй вывод которого соединен с первым выводом первого рекуператора. Второй вывод второго насыщающегося дросселя соединен с минусовым выводом второго полупроводникового ключа, плюсовой вывод которого является вторым выходным выводом МРМ, а второй вывод дополнительной обмотки через третий ключ соединен с первым выводом второго рекуператора. 5 ил.

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для решения научных и прикладных задач. Ускорение макрочастиц в данном способе осуществляют полем бегущего по спиральной структуре электрического импульса. Мощность подводят к спиральному волноводу и отводят от него по коаксиальным кабелям через согласователи волновых сопротивлений. Замедление электромагнитной волны осуществляется как за счет геометрических свойств самой спиральной структуры, так и за счет заполнения средой, имеющей большую диэлектрическую проницаемость (вода, титанат бария), области, расположенной между спиралью и экраном. Ускоряемые макрочастицы имеют цилиндрическую форму с диаметром цилиндра d_sh=2 mm, длиной конусной части l_cone=13 mm и общей длиной l=300 mm. Предварительное ускорение цилиндров до скорости V_in=1 km/s осуществляют газодинамическим методом. Макрочастицы облучают пучком электронов из электронного ускорителя. Синхронно с инжектированной макрочастицей на спиральный волновод подают импульс, которым макрочастицы ускоряют в продольном направлении. Технический результат заключается в увеличении темпа набора энергии макрочастицами и создании условий для проникновения макрочастиц сквозь атмосферу без фатальной потери скорости при горизонтально расположенном ускорителе. 1 ил., 6 табл.

Группа заявленных изобретений относится к средствам для управления движением заряженных частиц, обеспечения их ускорения и взаимодействия, а также получения излучения, возникающего при их движении. Способ и осуществляющее его устройство основаны на использовании для транспортирования частиц изогнутого канала, выполненного из способного к электризации материала, и образовании на внутренней поверхности стенки канала заряда того же знака, что и у частиц. Особенностью этих изобретений является необходимость соблюдения условия, связывающего энергию и заряд частиц с геометрическими параметрами канала, в частности радиуса R кривизны его продольной оси и электрической прочностью материала стенки. Остальные устройства заявленной группы включают устройство для изменения направления движения пучка, осуществляющее в этих устройствах формирование траектории частиц и фокусирование пучка. Технический результат заключается в обеспечении возможности поворота пучка на большие углы без потери интенсивности и упрощении конструкции, а также в уменьшении массы и габаритов всех устройств. 7 н. и 38 з.п. ф-лы, 29 ил.

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для решения научных и прикладных задач. Ускорение макрочастиц осуществляют полем бегущего по спиральной структуре токового импульса. Мощность подводят к спиральному волноводу и отводят от него по коаксиальным кабелям через согласователи волновых сопротивлений. Отрезки золоченой вольфрамовой проволоки с диаметром D=20 микрон и длиной 1=10 мм предварительно намагничивают вдоль продольной оси, и, таким образом, получают магнитный диполь. Из подающей кассеты отрезки направляют в область магнитного поля, которым они ориентируются в пространстве так, что их продольная ось совпадает с осью ускорения. Отрезки проволоки облучают пучком электронов из электронной пушки. После этого подают высоковольтный импульс с напряжением U_inj=600 кВ и предварительно ускоряют проволочки электростатическим полем до скорости V _in=0.6 км/с, соответствующей скорости инжекции в спиральный волновод. Синхронно с инжектированной проволочкой на спиральный волновод подают импульс с амплитудой напряжения U_acc =490 кВ и мощностью P=2 ГВт, которым отрезки проволочки ускоряют в продольном направлении. Технический результат - увеличение глубины проникновения макрочастиц в среду. 1 ил., 8 табл.

Изобретение относится к ядерной и лазерной физике и может быть использовано как инструмент исследования и как технологическое средство ускорения частиц в физическом эксперименте для решения задач в физике и технике прямого зажигания мишеней инерциального термоядерного синтеза. Способ ускорения ионов основан на генерации ионов из ионизируемого материала с тыльной стороны мишени под воздействием на ее фронтальную поверхность высококонтрастного луча лазера релятивистской интенсивности и сверхкороткой длительности с выделением направленного ортогонально к тыльной поверхности мишени пучка ионов и ускорением ионов при их движении к приемнику. Использование позволяет проводить исследования в области инициирования ядерных реакций синтеза, к которому не предъявляются специальные требования по радиационной безопасности. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство для ускорения частиц, построенное и приспособленное для использования в подземной среде. Устройство для ускорения частиц содержит один или более объемный резонатор с защищенной зоной (PBG-резонатор), один или более объемный PBG-резонатор выполнен с возможностью создавать локализованные резонансные электромагнитные (ЭМ) поля для ускорения, фокусировки или направления пучков частиц одного из множества электронов или множества ионов, причем ускоренные пучки частиц выходят из PBG-резонатора. Далее, это устройство для ускорения частиц может предусматривать наличие одного или более объемного PBG-резонатора с геометрией и выполненных из одного или более материалов, оптимизированных по потерям радиочастотной энергии, причем оптимизация предусматривает получение коэффициента качества PBG-полости, значительно более высокого, чем коэффициент качества эквивалентного нормально проводящего резонатора типа pill-box. 3 н. и 47 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство для генерации импульсных пучков быстрых электронов (электронов с энергиями от нескольких десятков кэВ до нескольких сотен кэВ) с большой плотностью (до нескольких десятков А/см²) в газонаполненном промежутке атмосферного давления. Устройство представляет собой газонаполненный диод атмосферного давления. Анод в виде тонкой металлической фольги, закрепленной на заземленном металлическом цилиндре, который является корпусом разрядной камеры, катод в виде сплошного цилиндра с плоской поверхностью эмиссии. Вокруг всей боковой поверхности катода, а также перекрывая часть разрядного промежутка, расположена цилиндрическая кварцевая трубка, имеющая с катодом жесткий механический контакт. На катод подается импульсный потенциал с источника импульсного напряжения. Под действием напряжения между катодом и анодом начинается эмиссия электронов с катода. Часть электронов приобретает энергию, достаточную для перехода в режим непрерывного ускорения, и формирует импульсный электронный пучок, который выводится из разрядной камеры через анод. Цилиндрическая кварцевая трубка при этом препятствует уходу электронов на стенки разрядной камеры, а также выравнивает силовые линии электрического поля вдоль оси катод-анод, что уменьшает расходимость электронного пучка, увеличивая его плотность. 2 ил.

Изобретение относится к линейным индукционным ускорителям заряженных частиц и может быть использовано для ускорения интенсивных пучков легких ионов как в фундаментальных, так и в прикладных задачах. Индукционный ускоритель дейтронов - нейтронный генератор содержит ускоряющую секцию из последовательности идентичных индукторов и ускорительную трубку с вакуумной откачкой и концентратором напряжения. Один конец трубки укреплен на торцевом фланце корпуса, а на втором укреплен катод электронной пушки. Анод пушки снабжен центральным пролетным отверстием и укреплен на противоположном фланце корпуса соосно индукторам. В ускоритель дополнительно введены кольцевой источник трубчатого пучка дейтронов и кольцевая нейтронообразующая мишень. Интегратор напряжения выполнен из двух алюминиевых коаксиальных труб. Одни торцы труб вакуумно-плотно укреплены с обеспечением электрического контакта на торцевой крышке корпуса, а противоположные свободные торцы аналогично укреплены с кольцевой мишенью. Полость между трубами связана патрубками с размещенной снаружи ускорителя системой охлаждения мишени. Секция рекуперации содержит корпус, водоохлаждаемый коллектор электронного пучка и последовательность индукторов. Изобретение позволяет увеличить ускоряемые токи и повысить КПД устройства. 4 ил.

Изобретение относится к сильноточной электронике. Технический результат заключается в повышении надежности и увеличении срока службы. Согласно изобретению способ генерации сильноточных пучков быстрых электронов в газонаполненном ускорительном промежутке включает в себя ускорение эмитируемых с катода электронов импульсным электрическим полем и вывод сформированного электронного пучка сквозь анод ускорительного промежутка. При этом ускорительный промежуток заполнен газом атмосферного давления, в котором путем локального кратковременного разогрева создается область пониженной концентрации газа, соприкасающаяся с катодом. Импульс ускоряющего напряжения подается после восстановления в этой области электрической прочности газа, но не позже времени релаксации его температуры. Для создания локальной области пониженной концентрации газа может использоваться либо лазерный факел, либо дополнительная электрическая искра. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области ускорительной техники. Сущность изобретения: ионный диод с внешней магнитной изоляцией содержит кольцевой анод и цилиндрические катоды, две концентрические согласно включенные катушки, размещенные за внешним и внутренним радиусами цилиндрических катодов, и импульсные источники питания. Эмиссионная поверхность анода снабжена кольцевыми канавками с диэлектрическим покрытием или диэлектрическими вставками. Анод выполнен из высокопроводящего материала, а числа витков в обмотках W₁ и W₂ и центры радиусов их ампервитков R₁ и R₂ расположены симметрично относительно эмиссионной поверхности анода и соотносятся как W₁·R₁=W ₂·R₂. Преимущества изобретения заключаются в повышении стабильности генерируемых импульсов. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение может быть использовано при разделении в промышленных масштабах изотопов элементов, не имеющих газообразных соединений при нормальных условиях. Устройство содержит вакуумную камеру 1, помещенную в магнитное поле, создаваемое соленоидом 2. В вакуумной камере 1 расположены узел для транспортировки СВЧ-излучения в зону СВЧ-разряда, ВЧ-антенна 8 и коллекторная система. Узел для транспортировки СВЧ-излучения состоит из волновода 5, соединенного с СВЧ-генератором 4, и зеркала 6. Разделяемое вещество помещено в контейнеры 13 из тугоплавкого материала с малым выходным отверстием, расположенным в их горловине. Контейнеры 13 установлены в отверстиях металлической пластины 3 и окружены нагревателями и тепловыми экранами. Коллекторная система содержит коллектор обогащенного вещества, экраны 11 и отвальную пластину 12. Коллектор обогащенного вещества может быть выполнен из несплошных или сплошных пластин 10 или в виде полого ступенчатого цилиндра. Пластины имеют ширину L₁, расположены на расстоянии L₂ друг от друга рядами, расстояние между которыми L₃. L ₁, L₂ и L₃ равны среднему ларморовскому диаметру резонансных ионов. Высота ступеней полого ступенчатого цилиндра S выбрана равной или меньшей ларморовского радиуса нагретого иона. Пластины 10 или ступени могут быть смещены относительно друг друга вдоль оси вакуумной камеры 1 на расстояние L₄ , примерно равное шагу спирали траектории иона. Устройство позволяет уменьшить потери целевого изотопа, повысить коэффициент разделения, понизить энергозатраты, обеспечить непрерывность процесса. 3 н. и 32 з.п. ф-лы, 17 ил.

Изобретение относится к беспроволочной передачи электрической энергии в атмосфере (воздухе) на большие расстояния на основе инициирования электрических разрядов с помощью лазерного излучения, в котором для формирования плазменного канала вместо использования длиннофокусных оптических систем формируют относительно короткофокусную оптическую систему совместным многократно повторяющимся силовым воздействием на окружающую атмосферу интенсивным лазерным излучением и передаваемым зарядом электронов, предварительно ускоренных до релятивистских или близких к ним энергий. Устройство содержит систему, ускоряющую до релятивистских или близких к ним энергий электроны, заряд которых подлежит передаче, множество идентичных безлинзовых относительно короткофокусных оптических объективов, воссоздаваемых последовательно по всей длине траектории перемещения электрического заряда периодически повторяющимся совместным силовым воздействием на газовую среду (атмосферу) лазерных импульсов источника лазерного излучения и электрического заряда из ускоренных электронов. Величина интенсивности источника лазерного излучения выбрана такой, чтобы обеспечить самофокусирование лазерного импульса. Величина напряженности электрического поля в околозарядовой области выбрана такой, чтобы обеспечить лидерный механизм перемещения заряда и его энергии, а величина задержки между очередньми импульсами лазерного излучения выбрана такой, чтобы обеспечить идентичность воссоздания короткофокусного безлинзового объектива по всей длине траектории перемещения заряда. Устройство может содержать систему кумуляции первоначальных релятивистских электронов в сгусток электронов в некоторой ограниченной области, создавая условия для электрического пробоя в атмосфере и для перемещения в атмосфере электрического заряда лидерным механизмом. Обеспечены упрощение устройства и увеличение расстояния передачи энергии. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.