Наукова конференція Інституту ядерних досліджень НАНУ
27-31 січня 2014 р.

Тези доповідей

Секція: Атомна енергетика

29 січня 2014 р., 10:00

Регламент: 10+5 хв.

до розкладу

наступна


дослідження та розробка прискорювача 0,5 МеВ для експериментального радіаційного комплексу

 

В. І. Сахно, І. М. Вишневський, А. Г. Зелінський, Т. В. Ковалінська, І. А. Остапенко, Н. В. Халова

 

Інститут ядерних досліджень НАН України, Київ

 

Обговорюються результати досліджень проблеми створення прискорювача з максимальною енергією 500 кеВ, який планується споруджувати для удосконалення радіаційного дослідницького комплексу сектору радіаційних технологій. Розроблена структура такого прискорювача, орієнтована на можливості його реалізації в умовах ІЯД. Оптимальним шляхом при його створенні є використання прискорювача прямої дії – коли електрони прискорюються під дією постійного потенціалу на кондукторі. Дослідження наявного парку таких прискорювачів різних виробників показав, що перелік готових пристроїв такого типу досить широкий і для вибраного діапазону енергій його ціна на ринку становить 300-500 тис. дол. США (без урахування додаткових специфічних вимог: плавне і контрольоване регулювання струму, енергії, підвищена стабільність пучка тощо).

З аналізу досвіду їх створення було встановлено, що головною проблемою проектування таких прискорювачів є джерела високої напруги та системи випуску пучка в повітря. А створення високовольтної (500кВ-1000кВ) техніки для таких прискорювачів – це складна задача. За звичай джерела високої напруги – це унікальні в кожному варіанті установки, які або розташовуються поруч з вузлом прискорення, або є його складовою частиною. Найбільш простим і доступним для нас виявилось використання окремого джерела високої напруги, яке живиться від стандартної мережі змінного струму частотою 50 Гц. Таке джерело або необхідно придбати, або виготовити самостійно. На відкритому ринку таких джерел не знайдено. За заявами виробників прискорювачів даного типу такі джерела виготовляють лише в комплекті з іншими вузлами прискорювача. Тому найбільш оптимальним рішенням є виготовлення джерела самостійно.

Випуск низько енергетичного пучка в атмосферу в усіх випадках здійснюється через тонку титанову або алюмінієву фольгу з втратами енергії пучка близько 50 кеВ. При великій потужності пучка, а для нашого випадку необхідно випускати пучки потужністю 30 кВт, втрати навіть 10% енергії призводять до виділення на фользі близько 3 кВт теплової потужності. Тому обов’язковим елементом системи випуску необхідно передбачити скануючий пристрій, за допомогою якого фольгу або пучок змушують постійно переміщуватися, щоб температура фольги в місці виходу пучка в атмосферу не перевищила температури плавлення матеріалу фольги. Тому за звичай використовують титанові фольги, як найбільш теплостійкі та міцніші на розрив, враховуючи, що вони увесь час працюють під тиском атмосферного повітря. Розглянуто опубліковані конструкції таких скануючих пристроїв і вибрано методику сканування пучка по фользі випускного вікна за допомогою магнітного поля. Розроблено основні технічні рішення на такий вузол для нової установки. Оригінальною частинного розробленого варіанту є без інерційна система захисту випрямляча і випускного пристрою від перевантаження.

 


до розкладу

наступна