Контроль положения пучка электронов в атмосфере
Исследуется возможность оперативного контроля положения пучка электронов в атмосфере на выходе линейных ускорителей электронов с энергией от 8 до 100 МэВ [1], импульсным током до 1 А, длительностью импульса тока от 1,5 до 4 мкс и рабочей частотой до 300 Гц. Приводятся результаты экспериментальных ис...
Gespeichert in:
| Datum: | 2008 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2008
|
| Schriftenreihe: | Вопросы атомной науки и техники |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/111208 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Контроль положения пучка электронов в атмосфере / В.Н. Борискин, В.И. Татанов // Вопросы атомной науки и техники. — 2008. — № 3. — С. 75-77. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-111208 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1112082017-01-09T03:04:56Z Контроль положения пучка электронов в атмосфере Борискин, В.Н. Татанов, В.И. Физика и техника ускорителей Исследуется возможность оперативного контроля положения пучка электронов в атмосфере на выходе линейных ускорителей электронов с энергией от 8 до 100 МэВ [1], импульсным током до 1 А, длительностью импульса тока от 1,5 до 4 мкс и рабочей частотой до 300 Гц. Приводятся результаты экспериментальных исследований различных конструкций мониторов. Объекты облучения расположены в атмосфере в бункере ЛУЭ. Сигналы с мониторов используются в системе управления ускорителем. Досліджується можливість оперативного контролю положення пучка електронів в атмосфері на виході лінійних прискорювачів електронів з енергією від 8 до 100 МеВ, імпульсним струмом до 1 А, тривалістю імпульсу струму від 1,5 до 4 мкс і робочою частотою до 300 Гц. Надано результати експериментальних досліджень різних конструкцій моніторів. Об'єкти опромінення розташовані в атмосфері в бункері ЛПЕ. Сигнали з моніторів використовуються в системі керування прискорювачем. The possibility of the operative electron beam position control at the output of the electron linacs in air is investigated. The experimental researches of the different monitor constructions are presented. The electron beams with the energy from 8 to 100 MeV, the pulse current up to 1 A, the pulse width from 1.5 to 4 mks and the pulse frequency up to 300 Hz are studied. 2008 Article Контроль положения пучка электронов в атмосфере / В.Н. Борискин, В.И. Татанов // Вопросы атомной науки и техники. — 2008. — № 3. — С. 75-77. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 1562-6016 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/111208 621.384.6 ru Вопросы атомной науки и техники Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Физика и техника ускорителей Физика и техника ускорителей |
| spellingShingle |
Физика и техника ускорителей Физика и техника ускорителей Борискин, В.Н. Татанов, В.И. Контроль положения пучка электронов в атмосфере Вопросы атомной науки и техники |
| description |
Исследуется возможность оперативного контроля положения пучка электронов в атмосфере на выходе линейных ускорителей электронов с энергией от 8 до 100 МэВ [1], импульсным током до 1 А, длительностью импульса тока от 1,5 до 4 мкс и рабочей частотой до 300 Гц. Приводятся результаты экспериментальных исследований различных конструкций мониторов. Объекты облучения расположены в атмосфере в бункере ЛУЭ. Сигналы с мониторов используются в системе управления ускорителем. |
| format |
Article |
| author |
Борискин, В.Н. Татанов, В.И. |
| author_facet |
Борискин, В.Н. Татанов, В.И. |
| author_sort |
Борискин, В.Н. |
| title |
Контроль положения пучка электронов в атмосфере |
| title_short |
Контроль положения пучка электронов в атмосфере |
| title_full |
Контроль положения пучка электронов в атмосфере |
| title_fullStr |
Контроль положения пучка электронов в атмосфере |
| title_full_unstemmed |
Контроль положения пучка электронов в атмосфере |
| title_sort |
контроль положения пучка электронов в атмосфере |
| publisher |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| publishDate |
2008 |
| topic_facet |
Физика и техника ускорителей |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/111208 |
| citation_txt |
Контроль положения пучка электронов в атмосфере / В.Н. Борискин, В.И. Татанов // Вопросы атомной науки и техники. — 2008. — № 3. — С. 75-77. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| series |
Вопросы атомной науки и техники |
| work_keys_str_mv |
AT boriskinvn kontrolʹpoloženiâpučkaélektronovvatmosfere AT tatanovvi kontrolʹpoloženiâpučkaélektronovvatmosfere |
| first_indexed |
2025-07-08T01:48:10Z |
| last_indexed |
2025-07-08T01:48:10Z |
| _version_ |
1837041494414852096 |
| fulltext |
____________________________________________________________
PROBLEMS OF ATOMIC SCIENCE AND TECHNOLOGY. 2008. № 3.
Series: Nuclear Physics Investigations (49), p.75-77.
75
УДК 621.384.6
КОНТРОЛЬ ПОЛОЖЕНИЯ ПУЧКА ЭЛЕКТРОНОВ В АТМОСФЕРЕ
В.Н. Борискин, В.И. Татанов
Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт»
Харьков, Украина
Исследуется возможность оперативного контроля положения пучка электронов в атмосфере на выходе
линейных ускорителей электронов с энергией от 8 до 100 МэВ [1], импульсным током до 1 А, длительно-
стью импульса тока от 1,5 до 4 мкс и рабочей частотой до 300 Гц. Приводятся результаты эксперименталь-
ных исследований различных конструкций мониторов. Объекты облучения расположены в атмосфере в
бункере ЛУЭ. Сигналы с мониторов используются в системе управления ускорителем.
КОНСТРУКЦИЯ МОНИТОРА
Монитор состоит из трех рамок с двумя электро-
дами эмиссии и одним собирающим электродом
(Рис.1). Собирающий электрод изготовлен из тонкой
алюминиевой сетки, к которой подведено положи-
тельное напряжение до +Uc. Электроды эмиссии
перпендикулярны друг другу и состоят из алюми-
ниевых пластинок шириной 2 мм и толщиной
0,15 мм или из нихромовых проволочек диаметром
0.2 мм. Внутренние расстояния между электродами
2 мм. Размер рамок зависит от размеров сечения
пучка электронов.
Рис.1. Структурная схема монитора.
ADC - аналого-цифровые преобразователи.
R – согласующее сопротивление; PC − вычисли-
тельная машина; e − пучок электронов
При прохождении через пластинки электронов
высокой энергии на них возникает положительный
сигнал за счет эмиссии с их поверхности вторичных
электронов, а при наличии Uc и за счет тока прово-
димости ионизированного газа в зазоре между элек-
тродами. Сигналы с монитора по кабелям РК75 дли-
ной около 40 м подаются на вход аналого-цифровых
преобразователей (АЦП) [2]. Восьмиразрядные АЦП
обеспечивают преобразование аналоговых сигналов
монитора с дискретностью 50 или 100 нс. Информа-
ция о параметрах сигналов с монитора выводится на
дисплей компьютера оператора ускорителя.
Основные требования к монитору, которые учи-
тывались при разработке:
− “прозрачность” для пучка электронов;
− радиационная и термическая стойкость;
− простота конструкции;
− обеспечение контроля положения пучка на каж-
дом импульсе ускорителя.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МОНИТОРА
Исследования и испытания мониторов проводи-
лись на импульсных пучках электронов со средней
мощностью от 0.03 до 7 кВт на ускорителях КУТ-30
и ЛУ-40М. Испытания монитора №1 (Рис.2) прово-
дились на ускорителе ЛУ-40м во время эксперимен-
тов по облучению различных металлических мише-
ней [3]. Для облучения использовался пучок элек-
тронов с энергий до 90 МэВ, длительностью им-
пульса 1,5 мкс, амплитудой тока 60 мА, частотой
следования импульсов 6 Гц. Мишенное устройство
устанавливалось в атмосфере на небольшом (60 мм)
расстоянии от выпускной фольги. Монитор распола-
гался между фольгой и передней (по отношению к
пучку) плоскостью мишени. Центр внутреннего ок-
на монитора совмещался с оптической осью ускори-
теля.
В работе [4] нами показано, что ток с алюминие-
вых пластин в данном диапазоне энергий прямо
пропорционален заряду пучка электронов.
Рис.2. Опытный образец двух электродного мони-
тора №1
На Рис.3 приведены серии импульсных сигналов
с пластин монитора. Площадь импульсов прямо
пропорциональна суммарному заряду электронов,
попавших в пластины монитора, и зависит от вели-
чины напряжения Uc.
-20
0
20
40
60
80
100
0 1 2 3 4 5
T(mks)
X
Y
I
Рис.3. Осциллограммы сигналов с монитора и им-
пульса тока пучка
76
Диаметр пересечения пучка в плоскости монито-
ра оценивался фотометрическим методом и дости-
гал на полувысоте функции распределения около
6…8 мм (Рис.4).
Рис.4. Фотометрия отпечатка пучка на стекле.
Квадрат изображения 20х20 мм
При напряжении +100 В на собирающем элек-
троде амплитуда импульсов тока с монитора в зави-
симости от положения пучка изменялась от 3 до
22 мА. С помощью системы управления магнитны-
ми элементами в начале эксперимента подбиралось
положение центра и размер пересечения пучка элек-
тронов на мишени. При этом сигналы с монитора
позволяли контролировать и оптимизировать поло-
жение и размеры пучка на мишени.
Выше описаний монитор успешно применяется
на ускорителе ЛУ-40М на пучках со средней мощ-
ностью до 50 Вт. Однако при увеличении мощности
пучка монитор перегревается и может разрушиться.
При использовании мониторов аналогичной конст-
рукции для контроля более мощных пучков необхо-
димо применять более туго плавкие электроды. Так
для пучков электронов с энергией 30 МэВ, длитель-
ностью импульса 3.5 мкс, амплитудой тока до
500 мА и частотой прохождения импульсов
6…150 Гц на ускорителе КУТ-30 нами использова-
лись электроды из нихромовых проволочек
(Рис. 5,6-8,9).
Рис.5. Опытный образец двух электродного мони-
тора №2
Рис.6. Опытный образец двух электродного мони-
тора №3
Рис.7. Элементы монитора №2 после облучения
Монитор №2 не меняет свои характеристики на
пучках со средней мощностью 0.2…2 кВт на протя-
жении одного часа работы. Потом при подаче на
монитор №2 пучка со средней мощностью 5 кВт
внешнее обрамление электродов, изготовленное из
дюралюминия, расплавилось. Электроды и керами-
ческие элементы конструкции сохранились.
Монитор №3 прошел испытания на пучках со
средней мощностью 0.3 кВт более 10 часов и не из-
менил своих характеристик. Однако в месте крепле-
ния электродов к текстолитовой конструкции на-
блюдалось потемнение от нагревания.
Мониторы №4 и №5 прошли испытания на пучках
средней мощности до 7 кВт более 20 часов каждый
без видимых изменений элементов конструкции.
Рис.8. Опытный образец одно электродного мони-
тора №4
77
Рис.9. Опытный образец четырех электродного
монитора №5
Таким образом, можно сделать вывод, что при
работе на пучках электронов со средней мощностью
1…7 кВт мониторы конструкции, описанной выше
для мощного ускорителя, могут изготавливаться из
керамики с нихромовыми электродами.
Авторы благодарят В.Ф. Жигло за полезные со-
веты и обсуждение полученных результатов.
ЛИТЕРАТУРА
1. V.N. Boriskin, V.V. Mitrochenko, S.A. Perezhogin,
et al. Monitoring Position of the Electron Beam in
the Air // Abstracts RuPac 2006, BINP, Novosibirsk,
Russia. 2006, p.71.
2. Yu.I. Akchurin, V.N. Boriskin, V.A. Gurin, et al.
Control system of electron linac LU-40 // Problems
of Atomic Science and Technology. Ser.: “Nuclear
Physics Investigations” (46). 2006, №2, p.115-116.
3. V.L. Uvarov, S.P. Karasyov, V.I. Nikiforov, et al.
High-intensity Bremsstrahlung Monitoring System
for Photonuclear Technologies // Proc. EPAC2006.
Edinburgh, Scotland, 26-30 June. 2006, p.1235-
1237.
4. V.N. Boriskin, V.A. Gurin, V.A. Popenko, et al.
Monitoring channel of the technological linac beam
cross-section // Problems of Atomic Science and
Technology. Ser.: “Nuclear Physics Investigations”
(39). 2001, №5, p.147-149.
THE POSITION CONTROL OF THE ELECTRON BEAM AT AIR
V.N. Boriskin, V.I. Tatanov
The possibility of the operative electron beam position control at the output of the electron linacs in air is inves-
tigated. The experimental researches of the different monitor constructions are presented. The electron beams with
the energy from 8 to 100 MeV, the pulse current up to 1 A, the pulse width from 1.5 to 4 mks and the pulse frequen-
cy up to 300 Hz are studied.
КОНТРОЛЬ ПОЛОЖЕННЯ ПУЧКА ЕЛЕКТРОНІВ В АТМОСФЕРІ
В.М. Борискін, В.І. Татанов
Досліджується можливість оперативного контролю положення пучка електронів в атмосфері на виході
лінійних прискорювачів електронів з енергією від 8 до 100 МеВ, імпульсним струмом до 1 А, тривалістю
імпульсу струму від 1,5 до 4 мкс і робочою частотою до 300 Гц. Надано результати експериментальних дос-
ліджень різних конструкцій моніторів. Об'єкти опромінення розташовані в атмосфері в бункері ЛПЕ. Сигна-
ли з моніторів використовуються в системі керування прискорювачем.
|