CN103208318A - 大功率辐照加速器x射线转换靶及转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及大功率辐照加速器X射线转换靶及转换装置。大功率辐照加速器X射线转换靶包括靶体和靶体冷却装置，其特征在于：所述靶体包括钽板和铜板，所述钽板前表面用于接受电子束流并转换为X射线，钽板后表面与铜板前表面焊接为一体；所述靶体冷却装置包括两根主冷却管和多根支冷却管，所述的多根支冷却管平行排列，焊接在所述铜板后表面上，所述的两根主冷却管分别焊接在多根支冷却管的两端并与支冷却管相连通。大功率辐照加速器X射线转换装置包括本发明的大功率辐照加速器X射线转换靶和转换靶移动机构。本发明可以较好地将电子束流转换为X射线，用于医疗用品的灭菌、消毒和食品保鲜等方面，拓宽高能电子加速器的应用领域。

Description

大功率辐照加速器X射线转换靶及转换装置
技术领域
本发明涉及一种可以将电子加速器的电子束流转换为X射线，用于辐射加工的装置，具体地说是大功率辐照加速器X射线转换靶及转换装置。
背景技术
电子束辐照加工已成为食品、医疗用品安全控制领域中的一项重要技术手段，但电子束穿透能力低，应用也有一定的局限性，相比之下X射线具有较强的穿透能力。国内大功率辐照加速器在射线转换技术与装置上处于空白状态，高能电子加速器应用仍局限传统的工业材料改性难以进一步拓展。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种大功率辐照加速器X射线转换靶及转换装置，其可以较好地将电子束流转换为X射线，用于医疗用品的灭菌、消毒和食品保鲜等方面，拓宽高能电子加速器的应用领域。
本发明的第一个目的是通过以下的技术方案实现的：
大功率辐照加速器X射线转换靶，包括靶体和靶体冷却装置，其特征在于：所述靶体包括钽板和铜板，所述钽板前表面用于接受电子束流并转换为X射线，钽板后表面与铜板前表面焊接为一体；所述靶体冷却装置包括两根主冷却管和多根支冷却管，所述的多根支冷却管平行排列，焊接在所述铜板后表面上，所述的两根主冷却管分别焊接在多根支冷却管的两端并与支冷却管相连通，其中一根主冷却管用于通入冷却液，另一根用于输出冷却液。
作为本发明的进一步改进，所述支冷却管采用铜管。所述支冷却管两端分别向靶体一侧弯折150°。所述多根支冷却管在铜板后表面上的排列状态由中间向两侧逐渐变疏。
本发明的第二个目的是通过以下的技术方案实现的：大功率辐照加速器X射线转换装置，其特征在于：包括本发明的大功率辐照加速器X射线转换靶和转换靶移动机构，所述转换靶移动机构用于带动大功率辐照加速器X射线转换靶往复移动。所述转换靶移动机构包括减速电机、曲柄、连杆和靶安装架，所述大功率辐照加速器X射线转换靶安装在靶安装架上，靶安装架与连杆一端铰连，连杆另一端与曲柄铰连，所述曲柄安装在减速电机的输出轴上。
本发明与现有技术相比，优点在于：
（1）本发明可以较好地将电子加速器（特别是能量区间5.0Mev-10Mev）的电子束流转换为X射线，用于医疗用品的灭菌、消毒和食品保鲜等方面，拓宽高能电子加速器的应用领域。
（2）所述X射线转换靶采用高原子序数的钽板附在拥有高导热率和低原子序数的铜板上，且在铜板的表面附加支冷却管通冷却液（高压水）来冷却靶体，可以获得合适的电子转换X射线的能量，同时靶体上沉积的热量可以及时传递，有效过滤射线剩余电子及X射线的低能部分，实现X射线的硬化。
（3）所述X射线转换装置在上述X射线转换靶的基础上增加了一套转换靶移动机构，从而使得X射线转换靶能够在钛窗下往复移动，避免X射线转换靶因局部过热引起靶变形或提前损坏。
附图说明
图1为实施例中大功率辐照加速器X射线转换靶的结构主视图。
图2为图1的俯视图。
图3为图2中的A部放大示意图。
图4为实施例中大功率辐照加速器X射线转换装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1~图3所示，实施例中的大功率辐照加速器X射线转换靶主要包括靶体和靶体冷却装置，所述靶体主要由钽板3和铜板4组成，所述钽板3前表面用于接受电子束流并转换为X射线，钽板3后表面与铜板4前表面焊接为一体；所述靶体冷却装置主要由两根主冷却管1和多根支冷却管2组成，所述的多根支冷却管2平行排列，焊接在所述铜板4后表面上，所述的两根主冷却管1分别焊接在多根支冷却管2的两端并与支冷却管2相连通，其中一根主冷却管1用于通入冷却液，另一根用于输出冷却液。
所述X射线转换靶中，靶体中的钽板3具有高原子序数，特别适合于接受电子束流并转换为X射线；铜板4拥有高导热率和低原子序数，且在铜板4的表面附加支冷却管2通冷却液（高压水）来冷却靶体，可以获得合适的电子转换X射线的能量，同时靶体上沉积的热量可以及时传递，有效过滤射线剩余电子及X射线的低能部分，实现X射线的硬化。
本发明中，所述支冷却管2优选采用具有高导热率的铜管。所述支冷却管2两端分别向靶体一侧弯折150°，然后再与主冷却管1焊接，焊接方式优选采用氩弧焊，焊缝要保证在水压为0.3MPa下不会漏水。
本发明中，所述多根支冷却管2在铜板4后表面上的排列状态由中间向两侧逐渐变疏，以最大效率地实现冷却效果。
当高能电子束流轰击X射线转换靶时，其中的部分能量转换为X射线，其他的能量转换为热量沉积靶表面。为避免X射线转换靶因局部过热引起靶变形或提前损坏，所以本发明在上述大功率辐照加速器X射线转换靶的基础上增加了一套能够带动X射线转换靶在钛窗下往复移动的转换靶移动机构，从而构成了大功率辐照加速器X射线转换装置。
实施例中的大功率辐照加速器X射线转换装置如图4所示，其主要由大功率辐照加速器X射线转换靶和转换靶移动机构组成，所述转换靶移动机构主要由减速电机5、曲柄6、连杆7和靶安装架8组成，所述大功率辐照加速器X射线转换靶安装在靶安装架8上，靶安装架8通过销轴与连杆7一端铰连，连杆7另一端通过销轴与曲柄6铰连，所述曲柄6安装在减速电机5的输出轴上。
具体应用时，减速电机5驱动曲柄6旋转，曲柄6通过连杆7牵动靶安装架8，从而使安装在靶安装架8上的X射线转换靶在钛窗下往复直线运动。

Claims (6)

1.大功率辐照加速器X射线转换靶，包括靶体和靶体冷却装置，其特征在于：所述靶体包括钽板（3）和铜板（4），所述钽板（3）前表面用于接受电子束流并转换为X射线，钽板（3）后表面与铜板（4）前表面焊接为一体；所述靶体冷却装置包括两根主冷却管（1）和多根支冷却管（2），所述的多根支冷却管（2）平行排列，焊接在所述铜板（4）后表面上，所述的两根主冷却管（1）分别焊接在多根支冷却管（2）的两端并与支冷却管（2）相连通，其中一根主冷却管（1）用于通入冷却液，另一根用于输出冷却液。
2.如权利要求1所述的大功率辐照加速器X射线转换靶，其特征在于：所述支冷却管（2）采用铜管。
3.如权利要求1所述的大功率辐照加速器X射线转换靶，其特征在于：所述支冷却管（2）两端分别向靶体一侧弯折150°。
4.如权利要求1所述的大功率辐照加速器X射线转换靶，其特征在于：所述多根支冷却管（2）在铜板（4）后表面上的排列状态由中间向两侧逐渐变疏。
5.大功率辐照加速器X射线转换装置，其特征在于：包括权利要求1~4任一项所述的大功率辐照加速器X射线转换靶和转换靶移动机构，所述转换靶移动机构用于带动大功率辐照加速器X射线转换靶往复移动。
6.如权利要求5所述的大功率辐照加速器X射线转换装置，其特征在于：所述转换靶移动机构包括减速电机（5）、曲柄（6）、连杆（7）和靶安装架（8），所述大功率辐照加速器X射线转换靶安装在靶安装架（8）上，靶安装架（8）与连杆（7）一端铰连，连杆（7）另一端与曲柄（6）铰连，所述曲柄（6）安装在减速电机（5）的输出轴上。
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