Бетатронные установки

Контроль изделий, толщина которых превышает 400 мм, осуществляется с помощью линейных или циклических (индукционных) ускорителей электронов, создающих тормозное излучение высокой энергии (от 1 до 30 Мэв).

Широкое применение с этой целью нашли индукционные ускорители-бетатроны (рис. 60). Излучение высокой энергии происходит в бетатроне аналогично излучению в рентгеновской трубке: оно возникает за счет преобразования кинетической энергии электронов при соударении их с мишенью. Принципиальная же разница состоит в том, что в бетатроне применяют иной принцип ускорения электронов.

Рис. 60. Принципиальная схема конструкции бетатрона
1 — магнитопровод; 2 — катушка возбуждения; 3 — полюсные наконечники; 4 - ускоряющая камера; 5 — вольфрамовая мишень; б — электронная пушка; 7 — фланец к вакуумным насосам

Бетатрон состоит из мощного электромагнита, между полюсами которого расположена вакуумная камера (инжектор) с источником электронов, и мишени из вольфрама или платины.

Ускорение электронов производится путем воздействия вихревого электрического поля, которое образуется в вакуумной камере при усилении переменного магнитного поля.

Происходит это следующим образом. Катушки возбуждения электромагнита, питаемые переменным током, создают между полюсами аксиально симметричное магнитное поле ось которого совпадает с осью тороидальной вакуумной камеры. Электроны инжектируются электронной пушкой в ускорительную камеру в тот момент когда магнитное поле весьма слабое. Оно перемещает электроны по окружности Затем с постепенным возрастанием создают вихревое электрическое поле, в котором движение электронов ускоряется до получения заданной энергии. При дополнительном воздействии магнитного поля электроны, обладающие высокой скоростью, смещаются с орбиты; происходит контрактация пучка, а электроны ударяются о вольфрамовую мишень. Интенсивность тормозного излучения растет пропорционально третьей степени значения энергии.

Бетатрон питается от специального блока питания, состоящего из трансформатора с первичной обмоткой на 380 в с соответствующими ответвлениями вторичной обмоткой 2 X 1500 в, 200в для модулятора электронной пушки и 400 в для модулятора контрактации.

Применение бетатронов для контроля качества сварных соединений значительно расширило возможности радиационной дефектоскопии и повысило производительность труда контролеров В настоящее время промышленностью выпускаются бетатроны разнообразных конструкций, большая часть которых разработана Томским политехническим институтом.

Л.П. Шебеко, А.П. Яковлев. "Контроль качества сварных соединений"