CC BY
7
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА
Том 213 1972
ПОВЫШЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ И СТАБИЛЬНОСТИ ТОРМОЗНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ БЕТАТРОНА ПУТЕМ ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ ИНЖЕКЦИИ
Л. Н. ДРОЗДОВ
В практике радиационной дефектоскопии электронные ускорители-бетатроны— находят все большее применение. Эффективность использования бетатронов во многом определяется величиной интенсивности и стабильностью генерируемого ими излучения.
Предложен ряд методов повышения интенсивности [1,2] и стабильности [3, 4] тормозного излучения бетатрона. Однако относительная сложность реализации и низкая эффективность ограничивает применение этих-методов. В настоящем сообщении приводятся результаты исследования по увеличению интенсивности тормозного излучения бетатрона Б-30 конструкции ТПИ путем оптимизации формы импульса инжекции, а для повышения стабильности интенсивности предложена схема автоматической подстройки на оптимальную фазу инжекции в соответствии с изменением напряжения инжекции. Управление формой импульса инжекции по схеме, представленной на рис. 1, осуществляется непосредственно с пульта бетатрона путем изменения напряжения на накопительных емкостях Сь С2 (блоки инжекции I, II) и последующим разрядом их через тиратроны Л8, Лщ с регулируемым временным сдвигом на первичную обмотку высоковольтного импульсного трансформатора инжекции. При этом во вторичной обмотке импульсного трансформатора создается импульс напряжения, длительность и форму которого можно плавно изменять в широких пределах. Временная регулировка поджига тиратрона Лю относительно поджига тиратрона Л8 задается фантастро-ном Л6 в интервале 0 -т- 20 мксек. Наибольшая интенсивность, превышающая первоначальную в три раза, была получена при оптимальной форме импульса инжекции, представленной на рис. 2, в. В отличие от исходного импульса инжекции (рис. 2, а), который имеет длительность на уровне 0,5-2,5 мксек, оптимальный импульс характеризуется длительностью на уровне 0,5-3 мксек и наличием на вершине плато с длительностью 1,25 мксек. Особенностью плато является плавный подъем вершины импульса на величину 10% от уровня 0,9 до 1,0 амплитуды импульса.
Оценка интенсивности излучения производилась по миллирентгено-?летру типа «Кактус» и интегрирующему дозиметру типа «Дим-60» (фантом из свинца). Импульс инжекции по форме на рис. 2, в позволил получить интенсивность, равную 250 р/мин на расстоянии 1 м от мишени.
Исследования по оптимизации формы импульса инжекции были про-Еедены нами на нескольких бетатронах, изготавляемых в ТПИ. В результате испытаний интенсивность бетатронов, работающих в оптимальных режимах, была увеличена в среднем в 2—3 раза, причем в некоторых случаях более эффективно работает импульс инжекции по форме на
Рис. 1. Схема оптимизации фазы и формы импульса инжекции
1}
6}
I)
е)
рис. 2, б. Работа канала оптимизации фазы инжекции состоит в следующем. Напряжение инжекции от предыдущего цикла снимается с делителя (рис. 1) и подается на диодно-емкостную интегрирующую цепь, усиливается на Л5 (левая половина) и далее поступает на вход УПТ. Постоянная времени интегрирующей цепочки выбрана экспериментально и равна 0,3 сек. На выходе УПТ действует напряжение, задающее ток подмагничи-вания пикера через дополнительную обмотку. Этот ток и определяет оптимальную фазу захвата электронов в ускорение при изменении напряжения инжекции и тока пушки. Первоначальная установка оптимальной фазы инжекции осуществляется с помощью потенциометра Я2. Изменением величины сопротивления в цепи смещения триода Л5 выбирается его рабочая точка, обеспечивающая оптимальную фазу захвата в рабочих пределах зависимости интенсивности от напряжения инжекции. Регулировка коэффициента передачи амплитуды импульса инжекции в ток подмагничивания пикера осуществляется с помощью потенциометра /?з. После установки оптимальных режимов питания и фазировки -инжекции окончательно корректируется потенциометром точка слежения, соответствующая максимуму на зависимости интенсивности от фазы инжекции.
Особенность использования такой схемы оптимизации условия захвата электронов в ускорение заключается в том, что при нормальном токе пушки с увеличением напряжения инжекции автоматически увеличивается интесивность излучения, устанавливаясь на максимальном значении. Переход на ручное управление фазой инжекции осуществляется с помощью тумблера ВК-1 и производится изменением тока подмагничивания пикера с помощью потенциометров точной и грубой регулировки. Степень автоматической оптимизации условия захвата электронов в ускорение оценивалась по измерению интегральной дозы излучения бетатрона в сравнении с режимом ручного управления фазой инжекции. Результаты измерения показали, что интегральная доза при работе со схемой оптимизации больше на 30% дозы, полученной при работе на ручном управлении. Простота и хорошие эксплуатационные данные позволяют рекомендовать разработанные схемы оптимизации формы импульса инжекции и условия захвата для увеличения интенсивности излучения бетатронов, работающих в дефектоскопических
ДДАДАААААААААДАА
Рис. 2. Осциллограммы импульсов напряжения инжекции (Метки времени I мкеек)
установках.
ЛИТЕРАТУРА
1. И. П. Ч у ч а л и и. Исследование процесса захвата электронов в бетатроне, ускоренных при различных формах импульса напряжения инжекции. Изв. ТПИ, т. 87, 1957.
2. Б. В. Г е л ь п е р и н, М. Г. Меркурьев, Н. М. С околов. Экспериментальные исследования влияния формы импульса инжекции и стабильности элементов питания бетатронной установки 25 Мэв на интенсивность излучения. Тр. 6 Межвузовской конференции по электронным ускорителям. Изд. «Энергия», 1968.
3. В. М. Разин. Стабилизация излучения бетатрона. Изв. ТПИ, т. 87, 1957.
4. Н. Н. Б а л а м а т о в, Б. И. Горячев. Система автоматической оптимизации интенсивности гамма-пучка бетатрона. Тр. V межвузовской конференции по электронным ускорителям, Атомиздат, М., 1966.
