CN106132068B - 一种回旋加速器注入束流偏转板与中心区装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于回旋加速器设计技术，具体涉及一种回旋加速器注入束流偏转板与中心区装置。其结构包括中心区法兰盘，在中心区法兰盘的中部设有螺旋偏转板，所述的螺旋偏转板及其支撑部件通过高压绝缘陶瓷柱固定在所述中心区法兰盘上，在所述的螺旋偏转板上方设有用于防止杂散束流轰击螺旋偏转板的束流光阑，所述的高压绝缘陶瓷柱外部设有高压绝缘保护罩。该装置能够通过螺旋偏转板实现将垂直注入的束流偏转到水平加速轨道，并且通过二级束流光阑的保护，防止杂散束流轰击偏转板，使中心区稳定工作。

Description

一种回旋加速器注入束流偏转板与中心区装置
技术领域
本发明属于回旋加速器设计技术，具体涉及一种回旋加速器注入束流偏转板与中心区装置。
背景技术
紧凑型中能强流回旋加速器是近年来回旋加速器的主要发展方向之一，这种回旋加速器一般采用轴向安装的外部离子源，通过螺旋偏转板装置将垂直注入的束流偏转至水平方向进入中心区，束流在中心区经过加速相位的匹配后进入加速器轨道，注入偏转板与中心区是决定紧凑型强流回旋加速器性能指标的关键装置之一。目前用于医用放射性同位素生产的回旋加速器主要有两类，第一类是生产短寿命放射性同位素的低能小型回旋加速器，这类的小型回旋加速器由于需要的流强不高，一般小于100uA，采用内部离子源既可以满足要求，这类加速器离子源安装在回旋加速器的中心位置，从离子源引出的束流直接在高频电压的作用下进入回旋轨道，不需要偏转板装置。第二类是生产中等寿命放射性同位素的强流回旋加速器，这类加速器由于需要的束流强度较大，一般大于200uA，需要采用安装在加速器外部的强流离子源产生较强的离子束流，外部离子源产生的离子束垂直注入到加速器的中心部位，通过螺旋形偏转板偏转至水平方向，然后进入到中心区进行相位选择并在高频电压的作用下进行加速，束流在中心区回旋加速的前几圈特别重要，一般注入的直流束在中心区的束流损失可以达到90％，中心区是决定回旋加速器整机性能的关键装置之一。
紧凑型强流回旋加速器的注入偏转板与中心区安装在空间狭小的中心区气隙内，需要考虑磁场、高频电场、高压静电场、真空、传热等各方面的因素，而且受到注入的杂散束流的影响，注入偏转板以及中心区部件极易打火，导致其不能稳定工作。因此研制一套能够稳定可靠工作的偏转板与中心区装置对加速器整机非常重要。
发明内容
本发明的目的是为了解决轴向注入束流的回旋加速器在束流注入偏转与在中心区加速过程中存在的束流损失而导致的中心区不能稳定工作的问题，提供一种稳定可靠的回旋加速器的注入束流偏转板与中心区装置。
本发明的技术方案如下：一种回旋加速器注入束流偏转板与中心区装置，包括中心区法兰盘，在中心区法兰盘的中部设有螺旋偏转板，所述的螺旋偏转板及其支撑部件通过高压绝缘陶瓷柱固定在所述中心区法兰盘上，其中，在所述的螺旋偏转板上方设有用于防止杂散束流轰击螺旋偏转板的束流光阑。
进一步，如上所述的回旋加速器注入束流偏转板与中心区装置，其中，所述的束流光阑分为两级，一级束流光阑设置在上部，用于将杂散束流过滤掉一部分；二级束流光阑设置在一级束流光阑的下方，用于将束流截面卡成方形。
进一步，如上所述的回旋加速器注入束流偏转板与中心区装置，其中，所述的螺旋偏转板由一对螺旋曲面的正负高压电极组成，电极间形成螺旋倾斜的电场，注入的束流在倾斜电场内从垂直方向偏转至水平方向，然后进入到中心区法兰盘形成的加速轨道内。
进一步，如上所述的回旋加速器注入束流偏转板与中心区装置，其中，所述螺旋偏转板的正负电极分别连接下电极支撑件和上电极支撑件，所述下电极支撑件和上电极支撑件分别将正负高电压传导至螺旋偏转板的正负电极。
更进一步，如上所述的回旋加速器注入束流偏转板与中心区装置，其中，所述的下电极支撑件和上电极支撑件分别与高电压支撑座连接，所述高电压支撑座通过高压绝缘陶瓷柱与所述中心区法兰盘连接。
进一步，如上所述的回旋加速器注入束流偏转板与中心区装置，其中，所述的高压绝缘陶瓷柱外部设有高压绝缘保护罩。
更进一步，如上所述的回旋加速器注入束流偏转板与中心区装置，其中，所述的高压绝缘保护罩包括高压绝缘上保护罩和高压绝缘下保护罩，所述高压绝缘上保护罩与所述中心区法兰盘连接，所述高压绝缘下保护罩与所述高电压支撑座连接。
本发明的有益效果如下：本发明提供的一种回旋加速器的束流注入偏转板与中心区装置，能够通过螺旋偏转板实现将垂直注入的束流偏转到水平加速轨道，并且通过二级束流光阑的保护，防止杂散束流轰击偏转板，使中心区稳定工作。特别设计的高压绝缘装置，可以避免高压绝缘端子受到污染。该装置安装在紧凑型回旋加速器内部狭小空间的中心区，能够使回旋加速器的输出束流强度最高达到1mA。
附图说明
图1为回旋加速器注入束流偏转板与中心区装置的结构示意图；
图2为注入束流螺旋偏转板电极结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
一种回旋加速器注入偏转板与中心区装置，主要组成部件如图1所示，主要由一级束流光阑1，二级束流光阑2，螺旋偏转板3，偏转板的下电极支撑件4，中心区法兰盘5，偏转板的上电极支撑件6，高压绝缘上保护罩7，高压绝缘陶瓷柱8，高压绝缘下保护罩9，高电压支撑座10组成。
所述螺旋偏转板3设置在中心区法兰盘5的中部，螺旋偏转板3及其支撑部件通过高压绝缘陶瓷柱8固定在所述中心区法兰盘5上。如图2所示，螺旋偏转板3由一对螺旋曲面的正负高压电极组成，电极间形成螺旋倾斜的电场，注入的束流在倾斜电场内从垂直方向偏转至水平方向，然后进入到中心区法兰盘5形成的加速轨道内。
在螺旋偏转板3的上方设有用于防止杂散束流轰击螺旋偏转板的束流光阑。本发明的束流光阑分为两级，一级束流光阑1设置在上部，用于先将杂散束流过滤掉一部分；二级束流光阑2设置在一级束流光阑1的下方，用于将束流截面卡成方形。
螺旋偏转板3的支撑部件包括下电极支撑件4和上电极支撑件6，螺旋偏转板3的正负电极分别连接下电极支撑件4和上电极支撑件6，所述下电极支撑件4和上电极支撑件6分别将正负高电压传导至螺旋偏转板的正负电极。下电极支撑件4和上电极支撑件6分别与高电压支撑座10连接，所述高电压支撑座10设置在中心区法兰盘5的下方，高电压支撑座10通过高压绝缘陶瓷柱8与所述中心区法兰盘5连接。
为了避免高压绝缘端子受到污染，本发明在高压绝缘陶瓷柱8外部设置保护罩，包括高压绝缘上保护罩7和高压绝缘下保护罩9，所述高压绝缘上保护罩7固定在高压绝缘陶瓷柱8上端，并与所述中心区法兰盘5连接，所述高压绝缘下保护罩固定在高压绝缘陶瓷柱8下端，并与所述高电压支撑座10连接。高压绝缘上保护罩7和高压绝缘下保护罩9之间留有一段环形间隙。
工作时，由外部强流离子源产生的离子束流从上方注入，首先经过一级束流光阑1，把杂散束流过滤掉一部分；然后注入的离子束流通过二级束流光阑2，将束流截面卡成方形，然后注入到螺旋偏转板3中。螺旋偏转板3是由一对螺旋曲面的正负高压电极组成，电极间形成螺旋倾斜的电场，注入的束流在倾斜电场内从垂直方向偏转至水平方向，然后进入到中心区法兰盘5形成的加速轨道内。偏转板的下电极支撑件4与偏转板的上电极支撑件6分别将正负高电压传导至螺旋偏转板3的正负电极，同时对螺旋偏转板3正负电极起到支撑作用。螺旋偏转板3以及其支撑零件通过高压绝缘陶瓷柱8固定在中心区法兰盘5上，高压绝缘上保护罩7与下保护罩9采用紫铜材质，能够保护高压绝缘陶瓷柱8免受油蒸气等污染物的污染，从而能够保证其绝缘性能在几十年的运行期间内保持良好的性能。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种回旋加速器注入束流偏转板与中心区装置，包括中心区法兰盘(5)，在中心区法兰盘(5)的中部设有螺旋偏转板(3)，所述的螺旋偏转板(3)及其支撑部件通过高压绝缘陶瓷柱(8)固定在所述中心区法兰盘(5)上，其特征在于：在所述的螺旋偏转板(3)上方设有用于防止杂散束流轰击螺旋偏转板的束流光阑，所述的束流光阑分为两级，一级束流光阑(1)设置在上部，用于将杂散束流过滤掉一部分，二级束流光阑(2)设置在一级束流光阑(1)的下方，用于将束流截面卡成方形；所述的高压绝缘陶瓷柱(8)外部设有高压绝缘保护罩。
2.如权利要求1所述的回旋加速器注入束流偏转板与中心区装置，其特征在于：所述的螺旋偏转板(3)由一对螺旋曲面的正负高压电极组成，电极间形成螺旋倾斜的电场，注入的束流在倾斜电场内从垂直方向偏转至水平方向，然后进入到中心区法兰盘形成的加速轨道内。
3.如权利要求1所述的回旋加速器注入束流偏转板与中心区装置，其特征在于：所述螺旋偏转板(3)的正负电极分别连接下电极支撑件(4)和上电极支撑件(6)，所述下电极支撑件(4)和上电极支撑件(6)分别将正负高电压传导至螺旋偏转板(3)的正负电极。
4.如权利要求3所述的回旋加速器注入束流偏转板与中心区装置，其特征在于：所述的下电极支撑件(4)和上电极支撑件(6)分别与高电压支撑座(10)连接，所述高电压支撑座(10)通过高压绝缘陶瓷柱(8)与所述中心区法兰盘(5)连接。
5.如权利要求1所述的回旋加速器注入束流偏转板与中心区装置，其特征在于：所述的高压绝缘保护罩包括高压绝缘上保护罩(7)和高压绝缘下保护罩(9)，所述高压绝缘上保护罩(7)与所述中心区法兰盘(5)连接，所述高压绝缘下保护罩(9)与高电压支撑座(10)连接。
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