Спосіб стабілізації прискорюючої напруги електростатичного прискорювача

Реферат: Винахід належить до області високовольтної та прискорювальної техніки і призначений для стабілізації прискорювальної напруги електростатичного прискорювача. В способі стабілізації прискорюючої напруги електростатичного прискорювача, який включає формування сигналу помилки при відхиленні прискорюючої напруги від заданої величини, його вимірювання, підсилення та перетворення сигналу помилки в сигнал стабілізації, який коректує прискорюючу напругу, вимірювання відхилення прискорюючої напруги від заданої величини здійснюють шляхом вимірювання відхилення від заданої величини потужності дози радіаційного випромінювання, створюваного самим прискорювачем. Використання запропонованого способу дозволяє створити систему стабілізації універсальною, придатною для всіх типів електростатичних прискорювачів (немає необхідності обов'язкової наявності в складі прискорювача джерела енергоаналізуючого магнітного або електростатичного поля (енергоаналізатора) і спростити експлуатацію системи стабілізації (відсутність прецизійного механічного юстування елементів системи стабілізації). UA 98695 C2 (12) UA 98695 C2 UA 98695 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до області високовольтної та прискорювальної техніки і призначений для стабілізації прискорювальної напруги електростатичного прискорювача. Відомий спосіб стабілізації напруги електростатичного прискорювача, який є найбільш близьким по технічній суті до пропонованого рішення і тому вибрано нами як прототип (Бровченко В.Г. Электронные устройства на электростатических ускорителях/ Бровченко В.Г., Воротников П.Е., Молчанов Ю.Д. - М.: Атомиздат, 1968. - С. 132 -133). У цьому способі стабілізації прискорюючої напруги електростатичного прискорювача при відхиленні прискорювальної напруги від заданої величини формується сигнал помилки, для чого за допомогою системи рухливих щілин вимірюється відхилення від заданої траєкторії пучка іонів в енергоаналізуючому магнітному або електростатичному полі. Потім сигнал помилки підсилюється і перетворюється у сигнал стабілізації, що коректує прискорюючу напругу на високовольтному терміналі. Слід зазначити, що відомий спосіб дозволяє забезпечити достатній ступінь стабільності -1 -2 прискорювальної напруги (10 – 10 %). Однак недоліком цього способу є: - неуніверсальність - обов'язкова наявність у складі прискорювача джерела енергоаналізуючого магнітного або електростатичного поля (енергоаналізатора), що обмежує область застосування способу; - складність в експлуатації - необхідність прецизійного юстування елементів системи стабілізації. В основу винаходу поставлено задачу створення ефективного способу стабілізації прискорюючої напруги електростатичного прискорювача, в якому шляхом використання радіаційного випромінювання, створюваного самим прискорювачем, для виміру відхилення від заданої величини потужності дози радіаційного випромінювання, дозволяє зробити спосіб універсальним і спростити експлуатацію системи стабілізації. Поставлена задача вирішується тим, що в способі стабілізації прискорюючої напруги електростатичного прискорювача, який включає формування сигналу помилки при відхиленні прискорюючої напруги від заданої величини, його вимірювання, підсилення та перетворення сигналу помилки в сигнал стабілізації, який коректує прискорюючу напругу, відповідно до винаходу, вимірювання відхилення прискорюючої напруги від заданої величини здійснюється шляхом вимірювання відхилення від заданої величини потужності дози радіаційного випромінювання, створюваного самим прискорювачем. В основу способу поставлена залежність потужності дози випромінювання від прискорюючої напруги. При роботі високовольтних прискорювачів виникає сильне радіаційне випромінювання, 3 потужність дози якого γ досягає 10 - 10 мкР/с (креслення). Оскільки потужність дози залежить від прискорюючої напруги, відхилення прискорюючої напруги ∆UПР від заданого U викликають відхилення рівня радіації ∆γ (сигнал помилки) від заданого γ. Дані про відхилення підсилюються й перетворюються системою стабілізації в сигнал стабілізації ∆UC, який подається на високовольтний термінал прискорювача, що приводить до корекції прискорюючої напруги внаслідок негативного зворотного зв'язку. Спосіб стабілізації прискорюючої напруги електростатичного прискорювача, оснований на використанні його власного радіаційного випромінювання є універсальним способом і придатний для всіх типів подібних пристроїв. Спрощується експлуатація системи стабілізації (внаслідок відсутності вузлів, які рухаються, та системи юстування). Використання сукупності всіх істотних ознак, включаючи відмінні, дозволить створити універсальну систему стабілізації, яка буде простою в експлуатації і матиме низьку вартість. Приклад, що ілюструє використання винаходу. Розглянемо процес стабілізації прискорюючої напруги на прикладі електростатичного прискорювача на напругу до 2 MB і струм пучка до 50 мкА. Потужність дози радіаційного випромінювання γ даного прискорювача, при цих параметрах становить приблизно 10 мкР/с. Вимірювачі потужності дози випромінювання - дозиметри на основі іонізаційних (лічильники 3 5 Гейгера) і напівпровідникових детекторів дозволяють виміряти в 10 -10 разів меншу потужність дози, тобто їхня чутливість дозволяє вимірювати відхилення прискорюючої напруги з -1 достатньою роздільною здатністю. При цьому стабільності прискорюючої напруги складе 10 – -2 10 % . Отриманий від дозиметра сигнал помилки перетворюється електронною схемою системи стабілізації в сигнал стабілізації напруги величиною 0,01-1 кВ, яка подається на високовольтний термінал прискорювача, коректуючи його прискорюючу напругу. Використання запропонованого способу дозволяє, порівнянно з існуючими способами: 1 UA 98695 C2 5 - створити систему стабілізації універсальною, придатною для всіх типів електростатичних прискорювачів (немає необхідності обов'язкової наявності в складі прискорювача джерела енергоаналізуючого магнітного або електростатичного поля (енергоаналізатора); - спростити експлуатацію системи стабілізації (відсутність прецизійного механічного юстування елементів системи стабілізації). ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 Спосіб стабілізації прискорюючої напруги електростатичного прискорювача, за яким формують сигнал помилки при відхиленні прискорюючої напруги від заданої величини, його вимірюють, підсилюють та перетворюють сигнал помилки в сигнал стабілізації, який коректує прискорюючу напругу, який відрізняється тим, що вимірювання відхилення прискорюючої напруги від заданої величини здійснюють шляхом вимірювання відхилення від заданої величини потужності дози радіаційного випромінювання, створюваного самим прискорювачем. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2