2.3 Порядок выполнения работы

2.3.1. Исследование параметров высокочастотного ускорителя электронов с применением ЭВМ. Для получения исходных данных для расчета получить у преподавателя макет резонатора и измерить следующие значения, занося их в протокол:

• а – радиус спирали мм

• В – радиус экрана мм

• L – длина спирали мм

• h – шаг навивки мм

• d – зазор катод–мишень 13 мм

• z_c – положение середины катушки связи мм

• a_cb – радиус катушки связи мм

• ε_r – диэлектрическая проницаемость заполнения 2,1

• δ₀ – относительная проводимость провода спирали 1,0

• tg_δ – тангенс угла потерь в заполнении 0,002

• z_r – внутреннее сопротивление генератора 75 Ом

• Ub – выходное напряжение генератора (может изменяться

в пределах от 1,5 до 5 кВ и задается преподавателем) __ кВ

• р – первеанс электронного потока

2.3.2. Преподавателем задается переменный геометрический параметр, диапазоны и шаг (6–10 значений в диапазоне) его изменения. Измеренные и полученные данные вводятся студентами в расчетную модель ускорителя на ЭВМ и производится расчет параметров резонатора.

Полученные результаты расчета занести в табл. 2.1.

2.3.3. Исследовать на холодном макете резонансные свойства ускорителя, для чего снять зависимость выходного напряжения макета резонатора от частоты (входное напряжение задается преподавателем от 0,5 до 1 В; диапазон изменения частоты – от 1,5 МГц до 1,7 МГц).

Полученные данные занести в табл. 2.2

Таблица 2.1

Результаты компьютерного моделирования параметров

Значения изменяемого параметра	min	…	max
F0, резонансная частота, МГц
n, коэффициент замедления
Σ, коэффициент умножения напряжения
Q0, собственная добротность
Q, нагруженная добротность
КПД
М, число витков катушки связи
PГ, мощность генератора, Вт
РD, мощность, рассеиваемая в диэлектрике, Вт
Рсп, мощность, рассеиваемая в спирали, Вт
Р, мощность электронного пучка, Вт

Таблица 2.2

Исследование резонансных свойств ускорителя

Частота, МГц	1,50	1,51	1,52	…	1,68	1,69	1,70
Напряжение, В

2.4 Содержание отчета

2.4.1Цель работы.

2.4.2Краткое описание принципа действия высокочастотного резонаторного ускорителя электронов.

2.4.3Краткое изложение методики расчета.

2.4.4Принципиальная схема аппарата и схематическое устройство ускорителя электронов с четвертьволновым спиральным резонатором.

2.4.5Зависимости, построенные по данным табл. 1 и 2.

2.4.6Выводы. В выводах должны быть проанализированы результаты работы, зависимость добротности от изменявшегося параметра.

5. Контрольные вопросы

2.5.1 Каковы преимущества импульсных рентгеновских аппаратов?

2.5.2 Как зависит коэффициент умножения от шага навивки спирали?

Лабораторная работа №3

Определение размеров фокусного пятна

Цель работы: определение размеров фокусного пятна по методу острого края и с помощью щелевой диафрагмы.

3.1Основные теоретические сведения

Размер фокусного пятна рентгеновской трубки является важным параметром для оценки качества рентгеновского снимка. Для того, чтобы иметь возможность оценить величину фокусного пятна, были разработаны специальные методы контроля: контроль фокусного пятна по «острому краю» и контроль фокусного пятна с помощью щелевой диафрагмы.

Получение изображения по методу острого края показано на рисунке 3.1.

Размер фокусного пятна может быть определен по формуле

(3.1.)

где F - область нерезкости на изображении, которую можно определить, построив распределение яркости в направлении, перпендикулярном «острому краю», а

(3.2.)

коэффициент увеличения изображения. Зависимость яркости изображения, в направлении, перпендикулярном острому краю будет иметь вид кривой, изображенной на рисунке 3.2. Здесь B_0,75=0,75(B_max‑B_min), B_0,25=0,25(B_max‑B_min).

Для получения изображения фокусного пятна с помощью щелевой диафрагмы следует расположить щелевую диафрагму на подставке, между анодом рентгеновской трубки и приемником изображения и сделать снимок. Затем строится распределение яркости в направлении, перпендикулярном щели (рис. 3.4). Диаметр фокусного пятна определяется по формуле:

,(3.3)

где d – ширина щели,K – коэффициент увеличения. F определяется по распределения яркости, как показано на рисунке 3.4, где B_0,25=0,25(B_max - B_min).

Лабораторная работа выполняется с помощью установки ПРДУ и сканера DIGORA PCT.

Рентгенодиагностическая установка ПРДУ предназначена для оперативного контроля различных объектов: в сельскохозяйственной отрасли для контроля качества продовольственного и фуражного зерна, семян зерновых и овощных культур, саженцев различных растений; в пищевой промышленности - для контроля консервированной пищевой продукции; ПРДУ состоит из рентгенозащитной камеры, источника излучения, и пульта управления рентгеновским излучением. Диапазон изменения анодного напряжения 5-50 кВ, диапазон изменения анодного тока 20-200 мкА. Внешний вид установки представлен на рисунке 3.5.

Digora PCT” - лазерный сканер, для сканирования рентгеновских снимков, имеет разрешение 5 пар линий/мм и широкий динамический диапазон. Для управления сканером используется ПК и программа DFW 2.8, которая позволяет проводить обработку снимков и сохранять их. Внешний вид установки показан на рисунке 3.6.