首页 / 专利库 / 物理 / 加速 / 大功率加速器

大功率加速

阅读:164发布:2020-05-12

专利汇可以提供大功率加速专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且大功率 加速 器涉及高频发射机技术。其设计要点是束流功率100kW,足够插入靶得到 X射线 束,从而扩大辐照产品的种类范围;加速腔的功率耦合与功率源分开,用同轴线连接,可以独立调节;回转磁 铁 加边沿 角 以后具有很好的聚集作用;加速腔内外筒连接处采用一个1/4大圆弧,提高了腔体分路阻抗,并且加工更简单; 温度 对加速腔的 频率 影响很小;辐照加速器呈花瓣形,由加速腔、高频功率源、 电子 枪、聚焦透镜、回转 磁铁 、扫描系统、控制系统、束流诊断系统、 真空 系统、 冷却 水 系统组成;加速腔的幅向 电场 与电子束轨道都平行于地面。解决了大功率高效率加速器现存的技术问题。优点是穿透能 力 强,照射时间短,对环保无潜在的危险,无废料处理。,下面是大功率加速专利的具体信息内容。

1.一种大功率加速器,其特征是该加速器以半波长同轴谐振腔的TEM模式的辐向电场来加速电子束,电子在腔的中心横截面内加速;在腔的上端面处进行功率的磁耦合;束流功率100kW;加速腔的功率耦合与功率源分开,用同轴线连接;加速腔内外筒连接处采用一个1/4圆弧;由加速腔(4)、高频功率源、电子枪(1)、聚焦透镜(2)、回转磁(3)、扫描系统、控制系统、束流诊断系统、真空系统、冷却系统组成;加速腔的辐向电场与电子束的轨道平面都平行于地面。
2.根据权利要求1所述的大功率加速器,其特征在于该加速器的高频功率源频率选定为90±2MHz,采用四极管;电子枪(1)采用栅控型三极枪,引出电压为60kV,脉冲工作,脉冲宽度1.8ns,脉冲流强200mA;回转磁铁(3)共9,束流穿过加速腔(4)40次。
3.根据权利要求1所述的大功率加速器,其特征在于加速腔(4)的外直径∶高=2.23米∶1.73米,内表面覆以具有良好导电性能的无;腔内设有频率自动调节装置和相位自动调节系统的采样装置。 

说明书全文

技术领域

本实用新型属于民用非动核技术领域,涉及高频发射机、加速谐振腔电子束加速及轨道精密控制、高精度、纳秒电子束、大体积高真空技术。 

背景技术

目前,工业高能辐照主要采用钴源和电子直线加速器,前者加工量大、辐照剂量范围宽、穿透能力强,但是钴源照射时间长,存在对环境的潜在危险,并且退役费用高;后者射线定向使用,所以辐照效率高,断电后无辐射,但脉冲工作影响到辐照的均匀性、电子辐照穿透深度浅,而且易耗品速调管价格昂贵。本实用新型很好的避免了两者的缺点,并且涵盖了两者的优点,大功率高效率、既有电子束输出又有X射线输出,且温度对腔体的频率影响小。 
发明内容
本实用新型针对现有工业辐照的问题,目的是提供一种较为理想的大功率加速器,使其能解决大功率高效率加速器现存的技术问题。本实用新型的目的是通过如下的技术方案来实现的。 
一种大功率加速器,其特征是该加速器以半波长同轴谐振腔的TEM模式的辐向电场来加速电子束,电子在腔的中心横截面内加速;在腔的上端面处进行功率的磁耦合;束流功率100kW,足够打靶得到X射线束;加速腔的功率耦合与功率源分开,用同轴线连接,可以独立调节;回转磁铁加边沿以后具有很好的聚集作用;加速腔内外筒连接处采用一个1/4圆弧;由加速腔(4)、高频功率源、电子枪(1)、聚焦透镜(2)、回转磁铁(3)、扫描系统、控制系统、束流诊断系统、真空系统、冷却系统组成;加速腔的辐向电场与电子束的轨道平面都平行于地面。 
所述的高频功率源频率选定为90±2MHz,采用全固态十四极管的多级放大形式;高频功率馈入加速腔采用耦合环的形式,功率放大器与匹配传输线相连,中间可接入定向耦合器、直角弯头和伸缩节等,再与耦合器件相连接。这种方式物理概念清晰,可以插入测量和调节装置,更重要的是将放大器与加速腔的设计 分开进行,避免了在时间上需待高频功率源和加速腔都做好后才能进行调试;电子枪采用栅控型三极枪,引出电压为60kV,脉冲工作,脉冲宽度1.8ns,脉冲流强0~200mA,束腰半径2mm,发射度小于50πmmmrad,平均流强稳定度0.1%;回转磁铁如果用三一组的方案,虽然调节手段较多,灵活可变,但成本较高,安装复杂,不利于此新型加速器的工业化。本实用新型采用了单块磁铁方案,在磁铁入口出口加了边沿角之后,对束流起到了很好的聚焦作用,可以得到很满意的全程包络。本实用新型采用的单块磁铁成本较低,安装简单,有利于产品工业化。回转磁铁共九块,使束流穿过加速腔四十次。 
所述的加速腔的外直径:高约为2.23∶1.73,内表面覆以具有良好导电性能的2mm无;腔内设有频率自动调节装置和相位自动调节系统的采样装置。 
本实用新型的优点是穿透能力强,照射时间短,对环保无潜在的危险,无废料处理。具有大功率高效率、既有电子束输出又有X射线输出、温度对腔体的频率影响很小,理论值仅有1.2kHz/℃,是较为理想的一种加速器。适用于医疗用品的消毒,食品的灭菌、保鲜;高分子材料的交联、降解应用。 
附图说明
图1是本实用新型的加速结构示意图。 
图中1、电子枪,2、聚焦线圈,3、回转磁铁,4、加速腔。 
图2是本实用新型实施方式示意图。 
图中5、加速器,6、,7、导向线圈,8、BPM束流探头,9、90度偏转铁,10、四极铁,11、扫描铁,12、扫描盒,13、窗,14、收拢磁铁,15、靶,16、被照物体,17、传送带,18、悬挂链。 

具体实施方式

以下结合附图将实施例作进一步描述。如图1、图2所示,大功率加速器5的加速腔4由不锈焊成,外加水套和加强筋,其外筒内直径为2.23米,内筒外直径0.52米,高为1.73米。内外筒之间的连接没有采用传统的倾斜角加倒角的形式,而是直接采用一个半径0.260米的1/4圆弧,这样提高了腔体分路阻抗,并且降低了加工难度。腔体内表面覆以具有良好导电性能的2mm无氧铜。腔内设有频率自动调节装置和相位自动调节系统的采样装置。电子枪1采用栅控型,引出电压为60kV,脉冲工作,重复频率90MHz,脉冲宽度1.8ns,脉冲流强200mA,束腰半径2mm,发射度小于50πmmmrad,平均流强稳定度0.1%。回转磁铁3共 九块,束流穿过加速腔40次。回转磁铁采用单块磁铁方案。一共九块磁铁,由于第一圈电子束的能量比较低,所以设计第一块磁铁的机械尺寸与其它八块不同。第一块磁铁的回转角为194度,回转半径0.1338米,出口入口边沿角为3.5±0.5度,缝隙为45毫米,真空盒缝隙不小于40毫米。磁极边缘离加速腔外壁90毫米。其它八块回转磁铁回转角度198度,回转半径0.1734米,标准粒子的弧形轨道长度为0.599米。边沿角及缝隙和其它回转磁铁一样。磁极边缘离加速腔外壁94毫米。每块回转磁铁入口出口加了边沿角之后,得到很满意的全程包络。不同的电子能量对应于不同的励磁电流。当励磁电流为0,电子不被弯转,则成为电子束出口9。电子束引出后,扫描磁铁10对束流进行±18度扫描,扫描频率100次/秒,保证剂量的均匀性达到±5%。扫描盒6末端有一金属薄膜窗口。用X射线来辐照时,在窗外插入一重金属靶,利用高能电子的韧致辐射得到X射线。为保证加速腔内的真空度优于1×10-6托,电子枪区域真空度优于1×10-7托,在腔底装一1000升/秒离子,在电子枪阳极处和电子枪真空管道处分别装了100升/秒和50升/秒两台离子泵。加速腔的工作温度定为35±2度,内外导体都装有冷却水通道。所辐照的传输线产品7经传输线8输送,辐照后的传输线产品,如医疗用品的消毒,食品的杀菌、保鲜;高分子材料的降解等。 
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈