Введение к работе
Актуальность темы связана с проектированием, разработкой и оизводством в ИЯФ СО РАН ускорителей электронов прямого дей-вия типа ЭЛВ для применения их в научно-исследовательских ценах и в промышленности в качестве источников ионизирующего излу-ния в различных технологических процессах, например для радиа-юнной сшивки полимеров (полиэтилен, полихлорвинил, поливинил-орид и т. д.) ; радиационного отверждения полимерных материалов; имулирования или ишщиирования химических реакций; очистки іма, очистки сточных вод, дезинсекции зерна и других. Диссертация священа исследованию, разработке и созданию ускорительных тру-к для ускорителей электронов прямого действия серии ЭЛВ, обеспе-ваюших формирование, ускорение и транспортировку электронного чка с темпом ускорения 1 МэВ/м и выше в диапазоне энергий от 0.3 2.5 МэВ и с током пучка в сотни мА. Ускорительная трубка должна еспечивать длительную непрерывную работу ускорителя без пробоев куумной и газовой изолящш, что в существенной степени определяет сплуатационные характеристики ускорителя, такие как надежность, ителыюсть непрерьгоной работы, ремонтно-пригодность, уровень алификации операторов и т.д. Предложенные в работе технические и
технологические решения могут также найти применение в смежіп областях.
Целью работы является:
исследование электрической прочности ускорительных трубо* большой апертурой в условиях ускорителей прямого действия ти ЭЛВ на холостом ходу и с током пучка ускоренных электронов до сот мА. Формулировка на основе этих исследований основных требован] к секционированным металло-керамическим изоляторам для изготс ления ускорительных трубок;
разработка технологических процессов и технологического об рудования для изготовления секционированных металло-керамическ; изоляторов для ускорительных трубок с большой апертурой, разр ботка методики контроля и испытания изоляторов;
разработка и производство ускорительных трубок с рабочі градиентом до 1 МэВ/м для ускорителей электронов серии ЭЛВ в ди пазоне энергий от 0.3 до 2.5 МэВ и с током пучка ускоренных электр нов до 500 мА , обеспечивающих долговременную работу ускорите без вакуумных пробоев в ускорительной трубке.
Научная новизна работы состоит в следующем:
-
Проведены исследования электрической прочности ускор тельных трубок с большой апертурой в условиях ускорителей прямо действия типа ЭЛВ.
-
Проведены исследования электрической прочности в вакуу отдельных зазоров металло-керамических изоляторов, изготовлешп по различным технологиям.
-
Внедрены в производство технологический процесс и оборудо-іашіе для склейки керамики УФ-46 с электродами из нержавеющей :тали клеем ПВА.
-
Разработаны технологический процесс и оборудование для пай-си керамики УФ-46 с коваровыми электродами медным припоем под давлением в среде водорода.
-
Разработано, испытано и внедрено в производство семейство ,'скорительных трубок для ускорителей серии ЭЛВ .
6. Разработаны и испытаны образцы ускорительных трубок для ,'скорителей электронов нового поколения на энергию до 1 МэВ с то-сом пучка ускоренных электронов до 1 А.
Практическая ценность. Проведенные исследования позволили спроектировать и организовать производство семейства ускорительных трубок, обеспечивающих ускорение электронного пучка с током до :отен мА в диапазоне энергий от 0.3 до 2.5 МэВ и тем самым повысить эсновные параметры ускорителей электронов прямого действіи типа ЭЛВ до уровня, соответствующего лучшим мировым образцам ускорителей данного типа, что способствовало повышению конкурентноспособности ускорителей и продаже около двадцати ускорителей ЭЛВ в Китай, Японию, Республику Корея, Германию, Польшу, а также поставке значительного количества ускорителей на вігутренний рынок. Кроме того проведенные исследования позволили разработать и провести испытания ускорительных трубок для ускорителей нового поколения с мощностью в пучке ускоренных электронов в сотни киловатт.
Автор выносит на защиту следующие результаты проделанной ра боты:
1. Получены результаты исследования электрической прочности :
вакууме отдельных зазоров металло-керамических изоляторов, изго
товленных по различным технологиям, а именно:
термодиффузионная сварка керамики 22ХС с медными электро дами;
склейка керамики 22ХС с электродами из нержавеющей сталі кремнийорганическим герметнком КЛТ-30;
склейка керамики УФ-46 с электродами из нержавеющей сталі кремнийорганическим герметикой КЛТ-30;
-склейка керамики с электродами из нержавеющей стали эпоксид ным компаундом;
- пайка керамики УФ-46 с электродами из титана припое:*
ПСР-60;
- пайка керамики УФ-46с электродами из титана через алюминий;
-пайка керамики УФ-46 с электродами из титана мягкими припо
ями (индий и свинец).
- термодиффузионная сварка керамики с электродами из коварг
через медную прокладку в среде водорода
-
Внедрены в производство технологический процесс и оборудо вание для склейки керамики УФ-46 с электродами из нержавеюще! стали клеем ПВА.
-
Разработаны технологический процесс и оборудование для пай ки керамики УФ-46 с коваровыми электродами медным припоем под давлением в среде водорода.
-
Разработано, испытано и внедрено в производство семействе ускорительных трубок для ускорителей серии ЭЛВ .
5. Разработаны и испытаны образцы ускорительных трубок для скорителей электронов нового поколения на энергию до 1 МэВ с то-ом пучка ускоренных электронов до 1 А.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех яав и заключения. Текст проиллюстрирован 17-ю рисунками. Список итсратуры содержит 32 наименования.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались а 5, 6, 7, 8 Всесоюзных совещаниях по применению ускорителей заря-:енных частиц в народном хозяйстве (Ленинград, 1985, 1988, 1992, 995), на 13-ой Международной конференции по ускорителям часпщ ысоких энерпш ( Новосибирск, 1977), на Европейской конференции о ускорителям заряженных часпщ - ЕРАС- 88 (Рим, 1988), на Десятом сесоюзном совещании по ускорителям заряженных частиц (Дубна, 986), на Четвертой международной конференции по применению изо-эпов и радиационных процессов в промышленности (Лейпциг, 1988), а Первом Советско-Индийском семинаре по промышленному приме-еншо ускорителей электронов (Бомбей, 1988), на семинарах ускори-;льных лабораторий ИЯФ СО РАН.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 работ.