циклический ускоритель пылевых заряженных частиц

Формула изобретения

Ускоритель высокоскоростных твердых частиц, содержащий цилиндрические электроды, высоковольтный источник питания, индукционные датчики и усилитель, отличающийся тем, что все нечетные и четные цилиндрические электроды соответственно соединены с первым и вторым выходом источника высокого напряжения, в углах тракта установлены квадруполи, входы первого, третьего и четвертого из которых соединены с выходами высоковольтного источника питания, а входы второго квадруполя соединены с выходами управляемого высоковольтного источника питания, вход которого соединен с выходом усилителя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение 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 (Семкин Н.Д., Пияков А.В., Пияков И.В., Паранин В.Д. // Патент на полезную модель № 2371891, Бюл. № 33 от 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 (Семкин Н.Д., Пияков А.В., Воронов К.Е., Погодин А.П. Богоявленский Н.Л. // Патент на изобретение № 2335868, Бюл. № 28 от 10.10.2008).

Однако он обладает недостатком.

Ввиду того, что в ускорителе в каждый промежуток времени может ускоряться лишь одна частица, на выходе ускорителя имеются единичные частицы с периодом следования 1 частица в секунду.

Поставлена задача: разработать ускоритель, обладающий большей плотностью потока частиц на выходе.

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 изобретению в промежутке между последней парой индукционных датчиков и мишенью установлен модифицированный селектор частиц, вход которого подключен к выходу блока управления модифицированным селектором частиц, входы блока управления модифицированным селектором частиц подключены к выходам селектора скоростей и селектора удельных зарядов.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид ускорителя.

Устройство содержит цилиндрические электроды 1, источник высокого напряжения 2, высоковольтный источник питания 3, индукционные датчики 4, усилитель 5, управляемый высоковольтный источник питания 6, квадруполи 7. Цилиндрические электроды 1 имеют такую форму и расположены таким образом, что образуют ускоряющие секции с коэффициентом времени пролета 0,99 и замедляющие секции с меньшим коэффициентом времени пролета, все четные цилиндрические электроды 1 соединены между собой и подключены к первому выходу источника высокого напряжения 2, все нечетные цилиндрические электроды соединены между собой и подключены ко второму выходу источника высокого напряжения 2, выходы высоковольтного источника питания 3 соединены со входами первого, третьего и четвертого квадруполей 7, выходы индукционных датчиков 4 соединены со входами усилителя 5, выход усилителя 5 соединен со входом управляемого высоковольтного источника питания 6, выходы которого соединены со входами второго квадруполя 7.

Устройство работает следующим образом. Через отверстие в первом квадруполе 7 в тракт ускорителя поступает поток заряженных частиц, который, проходя последовательно цилиндрические электроды 2, 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 4, частицы наводят на них потенциал, который усиливается усилителем 5 и поступает на вход со входом управляемого высоковольтного источника питания 6. Время прихода сигнала с усилителя 7 соответствует времени пролета частицами индукционных датчиков 4 и обратно пропорционально скорости частиц в потоке. Если скорость частиц в потоке ниже заданной, то управляемый высоковольтный источник питания 6 задает на своих выходах напряжения, идентичные напряжениям на выходах высоковольтного источника питания 3, которые поступают соответственно на входы квадруполей 7, и способствуют искривлению потока частиц, образуя замкнутый контур ускорительного тракта. Когда скорость частиц в потоке будет соответствовать заданной, управляемый высоковольтный источник питания задает на своих выходах нулевые напряжения, и частицы выводятся из тракта через отверстие во втором квадруполе 7.

Так как в данном ускорителе все ускоряющие напряжения статичны и их значения не зависят от параметров частиц, то ускорение частиц может осуществляться потоками, за счет чего достигается большая по сравнению с прототипам плотность потока частиц.