ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
1. Способ генерации тормозного излучения с поимпульсным переключением энергии, заключающийся в: последовательной подаче первых и вторых импульсов входной высокочастотной мощности от возбудителя на клистрон, питаемый электрической мощностью от системы высоковольтного питания; последовательном усилении клистроном первых и вторых импульсов входной высокочастотной мощности с получением первых и вторых импульсов выходной высокочастотной мощности; последовательной передаче первых и вторых импульсов выходной высокочастотной мощности клистрона резонаторам одного и того же ускорителя частиц в виде пар близко расположенных во времени импульсов; последовательном питании, с помощью системы высоковольтного питания, управляющего электрода электронной пушки ускорителя первой и второй электрической мощностью питания управляющего электрода, отличной от электрической мощности питания клистрона, при этом питание катода электронной пушки осуществляют электрической мощностью питания клистрона; инжекции в резонаторы ускорителя первого и второго пучков электронов, основанных по меньшей мере частично на первой и второй электрических мощностях питания управляющего электрода; последовательном ускорении инжектированных пучков электронов ускорителем, работающим на одной и той же частоте, до первой энергии и второй энергии, отличной от первой энергии, основанных по меньшей мере частично на первом и втором импульсах выходной высокочастотной мощности клистрона; и последовательном столкновении первых и вторых токов ускоренных пучков электронов с тормозной мишенью для генерации импульсов излучения, имеющих первую и вторую различные энергии и первую и вторую мощности дозы; при этом модуляцию скорости непрерывного электронного потока от электронной пушки ускорителя осуществляют в первой ячейке ускоряющей структуры, во второй ячейке частично сгруппированный в сгустки поток подвергают ускорению, фокусировке и дальнейшей группировке, высокочастотное напряжение Ug (уровень ускоряющего поля) на зазоре первой ячейки выбирают из условия обеспечения максимальной амплитуды первой гармоники тока пучка электронов в центре зазора второй ячейки где U0 - напряжение электрической мощности питания клистрона и катода электронной пушки и n=1, 2, 3, …; уровень ускоряющего поля третьей ячейки равен уровню ускоряющего поля последующих ячеек; и частотой сигнала входной высокочастотной мощности от возбудителя управляют с помощью контроллера частоты на основании данных о режиме работы ускорителя и температуре охлаждающей жидкости, отличающийся тем, что напряжение электрической мощности питания клистрона и катода электронной пушки (U0) переключают от импульса к импульсу между первым значением, подаваемым на клистрон одновременно с первым импульсом входной высокочастотной мощности, и вторым значением, подаваемым на клистрон одновременно со вторым импульсом входной высокочастотной мощности; причем указанные первое и второе значения напряжения электрической мощности питания клистрона и катода (U0) выбирают таким образом, что при заданных первой и второй энергиях генерируемых импульсов излучения рабочая точка клистрона находится в области максимума амплитудной характеристики как для первой, так и для второй энергий ускоренных пучков электронов, и напряжение на зазоре первой ускоряющей ячейки Ug дополнительно выбирают таким образом, что отношение U0/Ug остается по существу постоянным. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что переключение напряжения электрической мощности питания клистрона и катода электронной пушки от импульса к импульсу осуществляют посредством подачи на клистрон и катод пар близкорасположенных во времени импульсов высокого напряжения различной амплитуды, получаемых с использованием модулятора и одного высоковольтного источника электрического напряжения, причем необходимое соотношение амплитуд импульсов в парах получают посредством регулирования временного интервала между указанными импульсами, определяющего степень компенсации разряда накопительных конденсаторов высоковольтным источником электрического напряжения. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что переключение напряжения электрической мощности питания клистрона и катода электронной пушки от импульса к импульсу осуществляют посредством подачи на клистрон и катод пар близкорасположенных во времени импульсов высокого напряжения различной амплитуды, получаемых с использованием модулятора и двух высоковольтных источников электрического напряжения, величины напряжения на которых регулируют для обеспечения необходимого соотношения амплитуд импульсов в указанных парах. 4. Источник излучения для осуществления способа генерации тормозного излучения по любому из пп. 1-3, содержащий: ускоритель частиц, содержащий ускоряющую структуру со стоячей волной для ускорения электронов; трехэлектродную электронную пушку на входе ускоряющей структуры, содержащую катод, анод и управляющий электрод и выполненную с возможностью переключения величины тока пучка электронов от импульса к импульсу между двумя заданными значениями; тормозную мишень для генерации излучения, расположенную на выходе ускоряющей структуры; систему высоковольтного питания, содержащую по меньшей мере один источник электрического напряжения и модулятор, для выборочно питания клистрона и катода электронной пушки электрической мощностью питания клистрона и выборочного питания управляющего электрода электронной пушки ускорителя первой и второй электрической мощностью питания управляющего электрода, отличной от электрической мощности питания клистрона; систему высокочастотного питания, содержащую импульсный многолучевой усилительный клистрон для выборочного снабжения ускорителя по меньшей мере первыми и вторыми импульсами выходной высокочастотной мощности, и возбудитель для подачи по меньшей мере первых и вторых импульсов входной высокочастотной мощности клистрону при одинаковой частоте генерируемых колебаний; контроллер ускорителя, содержащий контроллер частоты для управления частотой входной высокочастотной мощности от возбудителя на основании данных о режиме работы ускорителя и температуре охлаждающей жидкости; и систему охлаждения, отличающийся тем, что возбудитель системы высокочастотного питания выполнен с возможностью подачи клистрону первых и вторых импульсов входной высокочастотной мощности с одинаковым уровнем мощности; и тем, что система высоковольтного питания выполнена с возможностью переключения от импульса к импульсу напряжения электрической мощности питания клистрона и катода электронной пушки между первым значением, подаваемым на клистрон одновременно с первым импульсом входной высокочастотной мощности, и вторым значением, подаваемым на клистрон одновременно со вторым импульсом входной высокочастотной мощности. 5. Источник по п. 4, отличающийся тем, что система высоковольтного питания содержит модулятор и один высоковольтный источник электрического напряжения, выполненные с возможностью формирования пар близкорасположенных во времени импульсов высокого напряжения различной амплитуды и регулирования временного интервала между указанными импульсами для обеспечения необходимого соотношения амплитуд импульсов в указанных парах. 6. Источник по п. 4, отличающийся тем, что система высоковольтного питания содержит модулятор и два высоковольтных источника электрического напряжения, выполненные с возможностью формирования пар близкорасположенных во времени импульсов высокого напряжения различной амплитуды. 7. Источник по п. 4, отличающийся тем, что ускоряющая структура содержит первую (группирующую) ячейку с низким уровнем ускоряющего поля, вторую ячейку (ускоряющую и фокусирующую) с высоким уровнем поля, третью и последующие (ускоряющие и фокусирующие) с самым высоким уровнем ускоряющего поля, при этом расстояние между центрами зазоров первой и второй ячеек обеспечивает попадание центра ускоряемого сгустка в максимум ускоряющего поля второй ячейки при сдвиге фазы поля между ячейками 180°. 8. Источник по п. 7, отличающийся тем, что расстояние Lg между центрами зазоров первой и второй ячеек определяется соотношением где β0=v0/c, v0 - величина скорости электронного потока на входе в группирующую ячейку, λ - длина электромагнитной волны источника высокочастотной мощности в свободном пространстве, с - скорость света и n=1, 2, 3, … 9. Источник по п. 4, отличающийся тем, что фокусирующая система клистрона выполнена на постоянных магнитах. 10. Источник по п. 4, отличающийся тем, что указанный возбудитель состоит из синтезатора, твердотельного СВЧ усилителя и электронного аттенюатора на p-i-n диодах. 11. Источник по п. 4, отличающийся тем, что указанные ускоряющая структура и электронная пушка помещены в магнитный экран. 12. Источник по п. 4, отличающийся тем, что указанная тормозная мишень установлена на электронопроводе малого диаметра. 13. Источник по п. 4 или 12, отличающийся тем, что после указанной тормозной мишени установлена ионизационная камера. 14. Источник по п. 11, отличающийся тем, что указанные электронная пушка и ускоряющая структура с магнитным экраном установлены внутри локальной радиационной защиты. 15. Источник по п. 13, отличающийся тем, что указанные электронная пушка и ускоряющая структура с тормозной мишенью и ионизационной камерой установлены внутри локальной радиационной защиты. 16. Источник по п. 14 или 15, отличающийся тем, что указанная локальная радиационная защита снабжена прорезью. 17. Источник по п. 4, отличающийся тем, что в указанной ускоряющей структуре установлена петля связи. 18. Источник по п. 12, отличающийся тем, что указанные электронная пушка, ускоряющая структура и электронопровод с тормозной мишенью образуют единый вакуумный объем, изолированный от атмосферы с помощью высокочастотного вакуумного окна, установленного в волноводе, через который в ускоряющую структуру подают высокочастотную мощность. 19. Источник по п. 18, отличающийся тем, что на указанном волноводе установлен геттерный насос для поддержания высокого уровня вакуума в указанном вакуумном объеме, не требующий источника питания и подключенный к указанному объему через прорези в узкой стенке волновода. 20. Источник по п. 18 или 19, отличающийся тем, что на указанном волноводе дополнительно установлен электроразрядный насос, величина тока которого определяется уровнем вакуума в указанном объеме, соединенный с указанным вакуумным объемом через прорези в узкой стенке указанного волновода. 21. Источник по п. 4, отличающийся тем, что указанный модулятор является твердотельным модулятором.