Динамитрон
Электростатический ускоритель частиц
Динамитрон

Динамитрон — электростатический ускоритель частиц, изобретенный Маршалом Клеландом в 1956 году в Университете Вашингтона в Сент-Луисе и произведенный IBA Industrial (ранее Radiation Dynamics). [1] [2] [3] [4] [5] [6] Он похож на ускоритель Кокрофта-Уолтона , используя последовательную цепь конденсатор - диод для генерации высокого постоянного напряжения на электроде, которое ускоряет частицы через вакуумированную лучевую трубку между электродом и мишенью при нулевом потенциале. [6] Однако вместо того, чтобы питаться с одного конца, как в Кокрофте-Уолтоне, емкостная лестница заряжается параллельно электростатически высокочастотным колебательным напряжением, приложенным между двумя длинными полуцилиндрическими электродами по обе стороны колонны лестницы, которые индуцируют напряжение в полукруглых коронных кольцах , прикрепленных к каждому концу диодных выпрямительных трубок. [2] в сочетании с индуктором эта структура образует резонансный контур для генератора, обеспечивающего напряжение с частотой 100 кГц. Переменное напряжение на диодах накачивает заряд в одном направлении вверх по последовательному стеку диодов к высоковольтному электроду, как в схеме Кокрофта-Уолтона. Преимущество этой конструкции в том, что она может производить более высокие токи пучка, чем конструкция Кокрофта-Уолтона, до сотен миллиампер, а высокая частота снижает пульсацию ускоряющего напряжения. [4] Стек ускорителя находится внутри бака с газом гексафторида серы под давлением для изоляции. Он может ускорять как электроны, так и положительные ионы, и были построены тандемные версии.

Динамитрон выпускается в нескольких моделях с выходной энергией от 0,5 до 5 МэВ и мощностью пучка от 50 до 200 кВт. [2] Его основное применение — в промышленных облучениях; наиболее распространенными являются сшивание полимеров для производства термоусадочных трубок и термоусадочной пластиковой пленки для упаковки пищевых продуктов, стерилизация и отверждение пластиковой пены и компонентов шин. [4] Около 200 установок находятся в эксплуатации, в основном в США. [7] Несколько из них были установлены в университетских исследовательских учреждениях, включая Университет Бирмингема в Великобритании и Университет Тохоку в Японии. [8] Современным исследовательским применением динамитронов является использование в качестве источника нейтронов высокой интенсивности. Они особенно подходят для производства нейтронов посредством реакции лития (p,n) с потенциальными применениями в нейтронной визуализации , активационном анализе и бор-нейтронной захватной терапии .

Ссылки

  1. ^ Клеланд, Маршал Р., Патент США 2875394A, Устройство для умножения напряжения, подан: 29 октября 1956 г., выдан: 24 февраля 1959 г.
  2. ^ abc Нунан, Крейг С. (26 мая 1989 г.). Настоящее и будущее применение промышленных ускорителей (PDF) . Труды 9-го круглого стола промышленных филиалов Fermilab по применению ускорителей. Fermilab, Батавия, Иллинойс: Стэнфордский центр линейных ускорителей. стр. 64. Получено 30 июля 2020 г.
  3. ^ Макдональд, Кирк Т. (19 февраля 2015 г.). «Динамитрон или родотрон для калибровки позитронов JUNO» (PDF) . Семинар по ускорителю позитронов JUNO . Брукхейвенская национальная лаборатория . Получено 30 июля 2020 г. .
  4. ^ abc Cottereau, E. "DC accelerators" (PDF) . Tandetron . Получено 30 июля 2020 ., стр.4
  5. ^ Galloway, RA; DeNeuter, S.; Lisanti, TF; Cleland, MR (2003). Новый самоэкранированный динамотронный ускоритель IBA для промышленных применений. CP680, 17-я Международная конференция по применению ускорителей в исследованиях и промышленности. Американский институт физики. стр.  977–980 . ISBN 0-7354-0149-7. Получено 30 июля 2020 г. .
  6. ^ ab Wilson, Edmund; Wilson, Edward JN; Wilson, EJN (2001). Введение в ускорители частиц. Oxford University Press. стр. 193. ISBN 9780198508298.
  7. ^ "Недавняя кончина маршала Клеланда". Новости . Международная ассоциация по облучению. Май 2019. Получено 30 июля 2020 .
  8. ^ S. Matsuyama, K. Ishii, M. Fujisawa, Y. Kawamura, S. Tsuboi, K. Yamanaka, M. Watanabe, Y. Hashimoto, S. Ohkura, M. Fujikawa, T. Nagaya, K. Komatsu, H. Yamazaki, Y. Kikuchi, Модернизация ускорителя динамотрона 4,5 МВ в Университете Тохоку для приложений с микро- и нанопучками, Ядерные приборы и методы в физических исследованиях, раздел B: Взаимодействие пучков с материалами и атомами, том 267, выпуски 12–13, 15 июня 2009 г., страницы 2060–2064
  • Принципы работы DC Accelerator Архивировано 2010-11-17 на Wayback Machine
  • ДИАГНОСТИКА НЕИСПРАВНОСТЕЙ УСКОРИТЕЛЯ ДИНАМИТРОНА ПУТЕМ НАБЛЮДЕНИЯ УЗКИХ ЯДЕРНЫХ РЕЗОНАНСОВ
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Dynamitron&oldid=1257894017"