Линейный ускоритель электронов на структуре с параллельной связью

Под руководством к.т.н. Черноусова Ю.Д. ведется разработка линейного ускорителя электронов (ЛУЭ) с использованием ускоряющей структуры нового типа - структуры с параллельной связью (СПС).

Назначение:

ЛУЭ предназначен для технологических и научных целей. 

Основные характеристики:

• Выходная энергия –до 5 МэВ.
• Импульсный ток – до 1А.
• Длительность импульсов 1-10000 нс.
• Средняя мощность пучка – до 1 кВт.
• Особенности: малые габариты, вес, большой импульсный ток.

 Cферы применения:

• Радиационная химия – научная и технологическая разработка радиационно-химических процессов с участием ускоренного электронного пучка и γ - излучения.
• Физика твердого тела. Радиационная обработка элементов и соединений с целью получения веществ с уникальными характеристиками (например, для силовой электроники – как элемент технологии изготовления резисторов и активных элементов). Облучение алмазов с целью окраски в цвета, редко встречающиеся в природе, например, в красный цвет – для ювелирных целей, а также для рабочего тела лазеров.
• Биотехнологии. Радиационная обработка для направленных изменений биоструктур. Стерилизация: инструментов, зараженных отходов, продуктов питания, почтовых отправлений.
• Медицина. Онкология. Обработка инструментов, конструкционных хирургических материалов, шприцев,  наборов переливания крови, отходов.
• Таможенный досмотр.

Преимущества разрабатываемого ЛУЭ:

• Высокая радиационная чистота за счет 100% токопрохождения от электронной пушки до облучаемого образца.
• Лучшее для подобных ЛУЭ  соотношение (мощность пучка)/(вес структуры +фокусирующая система)  за счет встроенных в структуру постоянных магнитов для фокусирующего  магнитного поля.

На рисунке приведен внешний вид рабочего макета ЛУЭ на СПС.

Рабочий макет. 1,2,3,4,5,10,11,12 - элементы инжекционной схемы: 1 - корпус трансформатора накала и выпрямителя; 2 - коаксиальный элемент ввода мощности в катодно-сеточный резонатор пушки (вынут); 3 - высоковольтный электрод крепления элементов пушки; 4 - высоковакуумный насос пушки; 5 - фокусирующая катушка; 10 - корпус катодно-сеточного резонатора пушки; 11 - высоковольтный изолятор (керамика 22ХС); 12 - модулирующий резонатор для "клистронной" предгруппировки пучка. 6 - элемент встроенной фокусирующей системы; 7 - ускоряющая структура (секция); 8 - фланец для выпуска пучка (мишень); 9 - фланец для ввода СВЧ мощности; 13 - подставка.

 Концепция: ускоряющая структура СПС; встроенное фокусирующее знакопеременное магнитное поле на постоянных магнитах; сверхвысокочастотное (СВЧ) управление всеми параметрами импульсов тока;  СВЧ пушка.

Макет состоит из электронной пушки (слева) и ускоряющей структуры, включающей 5 резонаторов. На макете предполагается проверка основных моментов, положенных в основу проекта, как в «холодном» режиме – на измерительных стендах, так и в «горячем» режиме – с пучком электронов.

Полная длина около 800 мм.

Контакты: Черноусов Юрий Дмитриевич 8 (383) 330 97 92