CN110324954B - 一种粒子加速器束流偏转磁铁 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种加速器束流合并偏转磁铁，包括构成主磁场和导向磁场部件的主磁极（1）、主线圈（2）、导向磁极、导向线圈、上下左右磁轭、以及多条能量或粒子种类有适当差别的带电粒子束流，该多条能量或粒子种类有适当差别的带电粒子束流从不同方向进入该偏转磁铁，经过该偏转磁铁后，合并为拥有相同轨迹和方向的一条束流；所述主磁极（1）和主线圈（2）、各个导向磁极以及导向线圈上下成对使用，每对上下磁极中间有一定的间隙，该间隙内安装真空管道，束流可从真空管道内的真空环境通过。本发明实现了将多条束流合并为一条束流的效果，填补了国内空白，解决了同种类同能量粒子由于偏转半径相同而不能合并束流的长期以来的疑难问题。
Description
技术领域
本发明涉及粒子加速器技术领域，尤其涉及一种粒子加速器束流偏转磁铁。
背景技术
在粒子加速器产生的束流需要偏转时，通常使用偏转磁铁，对偏转磁铁通电励磁产生的磁场可使带电粒子束流偏转。偏转磁铁一般采用纯铁材料制作励磁铁芯，也就是偏转磁铁的磁极；采用纯铁或低碳钢材料制作磁轭（外围磁回路）；在一对磁极之间的间隙产生的磁场，作为带电粒子束流偏转磁场。
在现实科研与生产中，有时希望将加速器产生的多条带电粒子束流偏转后合并为一条束流。但是现有偏转磁铁一般用于单一束流方向偏转、单一束流位置导向与调整、单一束流在多个方向上的偏转切换、单一束流在一定区域内的偏转扫描，目前没有一种偏转磁铁将加速器产生的多条带电粒子束流合并为一条束流。
造成现有偏转磁铁一般只能用于单一束流方向偏转的原因是：真正应用束流合并的场合，基本都采用相同的束流，例如都是一种粒子的束流都是质子，大家能想到的是将同种能量的束流进行合并，例如被合并的束流都是10兆电子伏特的能量，实际上相同能量的相同束流是合并不到一起的，其原理是：当几条束流线束流是完全一样时，也就是当束流的种类以及能量（粒子速度）如果是完全相同的，当它们从不同方向通过同一个偏转磁铁时，由于它们的偏转半径是相同的就不可能汇聚到一条束流线上，由于现有技术大家能想到的是将同种能量的束流进行合并，因此，现有技术的束流偏转磁铁一般只能用于单一束流方向的偏转，而将多条束流线合并成一条束流线的束流偏转磁铁目前在国内还是个空白。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种粒子加速器束流偏转磁铁，目的在于解决加速器产生的相同能量的同种带电粒子束流不能合并的问题。
本发明为解决其技术问题采用以下技术方案。
一种加速器束流合并偏转磁铁，其特点是：包括构成主磁场和导向磁场部件的主磁极、主线圈、导向磁极A、导向线圈A、导向磁极B、导向线圈B、导向磁极C、导向线圈C、上下磁轭、侧面磁轭A、侧面磁轭B、以及多条能量或粒子种类有适当差别的带电粒子束流，该多条能量或粒子种类有适当差别的带电粒子束流从不同方向进入该偏转磁铁，经过该偏转磁铁后，合并为拥有相同轨迹和方向的一条束流；所述导向磁极A和导向线圈A、导向磁极B和导向线圈B、导向磁极C导向线圈C分别位于多条束流入口处并且各个导向磁极之间的位置和方向起到一定的束流导向作用；所述主磁极接续布设在各个导向磁极的束流出口端；所述的上下磁轭、侧面磁轭A、侧面磁轭B将各个导向磁极和主磁极包围其中；所述线圈套在磁极外，与相邻磁极或磁轭固定；所述主磁极和主线圈、各个导向磁极以及导向线圈上下成对使用，每对上下磁极中间有一定的间隙，该间隙内安装真空管道，束流可从真空管道内的真空环境通过。
所述主磁极对应束流入口位置可根据待合并束流数量分成几段，每条束流进入主磁极区域的方向与对应主磁极入口大致垂直；所述导向磁极对数与最大待合并束流条数相同。
该加速器束流合并偏转磁铁是束流偏转磁场与束流导向磁场有效的组合方式：所述主线圈通电产生励磁电流，励磁电流产生磁场，主磁极、上下磁轭、侧面磁轭A和侧面磁轭B构成磁回路，该磁回路对励磁电流产生的磁场进行定向引导，在上下两个主磁极间隙区域形成束流偏转所需磁场，即束流偏转磁场；所述各个导向线圈通电提供励磁电流，所述各个导向磁极和磁轭构成的磁回路对励磁电流产生的磁场进行定向引导，在上述每对导向磁极间隙区域形成束流导向所需磁场，即束流导向磁场。
该加速器束流合并偏转磁铁不限于3条束流合并为1条束流，在结构作适当改变后，也可实现2条或多条束流合并为1条束流。
该加速器束流合并偏转磁铁产生主磁场的磁回路的结构，此处例举的为H形，也可对结构作适当改变，去掉一个侧面磁轭而只保留单侧磁轭，磁回路变成C形。
该加速器束流合并偏转磁铁产生导向磁场的3组磁回路的结构，既包括上下磁轭、侧面磁轭A和侧面磁轭B构成的外围磁回路，即外围磁回路与偏转磁场磁回路共用，也包括将3组导向磁极和导向线圈拆分出去，为每组导向磁场所需磁回路设置单独的上下磁轭和侧面磁轭，即为3条束流设置3组单独的导向磁铁，3组单独的导向磁铁再与没有导向磁极和导向线圈的偏转磁铁进行组合，形成新的一组加速器束流合并偏转磁铁。
所述多条能量有适当差别的带电粒子即为同种类粒子但能量有适当差别的粒子；所述多条粒子种类有适当差别的带电粒子即为能量相同或不同但粒子种类有适当差别的带电粒子，该两种粒子均可形成不同的偏转半径，在偏转磁铁作用下，各自由多条束流合并为一条束流。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种粒子加速器束流偏转磁铁，目的在于解决加速器产生的相同能量的同种带电粒子束流不能合并的问题。
本发明为解决其技术问题采用以下技术方案。
一种加速器束流合并偏转磁铁，其特点是：包括构成主磁场和导向磁场部件的主磁极、主线圈、导向磁极A、导向线圈A、导向磁极B、导向线圈B、导向磁极C、导向线圈C、上下磁轭、侧面磁轭A、侧面磁轭B、以及多条能量或粒子种类有适当差别的带电粒子束流，该多条能量或粒子种类有适当差别的带电粒子束流从不同方向进入该偏转磁铁，经过该偏转磁铁后，合并为拥有相同轨迹和方向的一条束流；所述导向磁极A和导向线圈A、导向磁极B和导向线圈B、导向磁极C导向线圈C分别位于多条束流入口处并且各个导向磁极之间的位置和方向起到一定的束流导向作用；所述主磁极接续布设在各个导向磁极的束流出口端；所述的上下磁轭、侧面磁轭A、侧面磁轭B将各个导向磁极和主磁极包围其中；所述线圈套在磁极外，与相邻磁极或磁轭固定；所述主磁极和主线圈、各个导向磁极以及导向线圈上下成对使用，每对上下磁极中间有一定的间隙，该间隙内安装真空管道，束流可从真空管道内的真空环境通过。
所述主磁极对应束流入口位置可根据待合并束流数量分成几段，每条束流进入主磁极区域的方向与对应主磁极入口大致垂直；所述导向磁极对数与最大待合并束流条数相同。
该加速器束流合并偏转磁铁是束流偏转磁场与束流导向磁场有效的组合方式：所述主线圈通电产生励磁电流，励磁电流产生磁场，主磁极、上下磁轭、侧面磁轭A和侧面磁轭B构成磁回路，该磁回路对励磁电流产生的磁场进行定向引导，在上下两个主磁极间隙区域形成束流偏转所需磁场，即束流偏转磁场；所述各个导向线圈通电提供励磁电流，所述各个导向磁极和磁轭构成的磁回路对励磁电流产生的磁场进行定向引导，在上述每对导向磁极间隙区域形成束流导向所需磁场，即束流导向磁场。
该加速器束流合并偏转磁铁不限于3条束流合并为1条束流，在结构作适当改变后，也可实现2条或多条束流合并为1条束流。
该加速器束流合并偏转磁铁产生主磁场的磁回路的结构，此处例举的为H形，也可对结构作适当改变，去掉一个侧面磁轭而只保留单侧磁轭，磁回路变成C形。
该加速器束流合并偏转磁铁产生导向磁场的3组磁回路的结构，既包括上下磁轭、侧面磁轭A和侧面磁轭B构成的外围磁回路，即外围磁回路与偏转磁场磁回路共用，也包括将3组导向磁极和导向线圈拆分出去，为每组导向磁场所需磁回路设置单独的上下磁轭和侧面磁轭，即为3条束流设置3组单独的导向磁铁，3组单独的导向磁铁再与没有导向磁极和导向线圈的偏转磁铁进行组合，形成新的一组加速器束流合并偏转磁铁。
所述多条能量有适当差别的带电粒子即为同种类粒子但能量有适当差别的粒子；所述多条粒子种类有适当差别的带电粒子即为能量相同或不同但粒子种类有适当差别的带电粒子，该两种粒子均可形成不同的偏转半径，在偏转磁铁作用下，各自由多条束流合并为一条束流。
1、本发明通过将加速器束流的导向磁场、偏转磁场、包围导向磁场和偏转磁场于其中的磁轭、以及多条能量或粒子种类有适当差别的带电粒子束流进行有效组合，解决了现有偏转磁铁一般只能用于单一束流方向偏转、单一束流位置导向与调整、单一束流在多个方向上的偏转切换、单一束流在一定区域内的偏转扫描的问题，实现了将多条束流合并为一条束流的效果。
2、本发明一方面巧妙地将同种粒子的能量分开，利用了不同的能量段，将多个不同能量的束流合并在一起，由于能量不同，实现了粒子的偏转半径不同；一方面巧妙地将粒子的种类分开，利用了不同的粒子种类，将多个不同种类的带电粒子束流合并在一起，由于粒子种类不同，同样实现了粒子的偏转半径不同。通过以上方法解决了同种类同能量粒子由于偏转半径相同而不能合并束流的长期以来的疑难问题。
附图说明
图1 本发明的偏转磁铁应用方式及结构示意图；
图2 本发明的偏转磁铁设备结构示意图；
图3 本发明的偏转磁铁隐藏部分部件后设备结构示意图；
图4 本发明的偏转磁铁隐藏励磁线圈后设备结构示意图；
图5 本发明的偏转磁铁隐藏磁回路部件后设备结构示意图；
附图标记：1.主磁极，2.主线圈，3.导向磁极A，4.导向线圈A，5.导向磁极B，6.导向线圈B，7.导向磁极C，8.导向线圈C，9.上下磁轭，10.侧面磁轭A，11.侧面磁轭B。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做出进一步的解释
本发明设计原理
1、实现同种粒子不同偏转半径必须是能量不同：正常情况下几条束流线假如粒子的种类和能量（粒子的速度）完全一样，通过同一个偏转磁铁的时候，它们的偏转半径是一样的，当它们从不同方向通过同一个偏转磁铁时不可能偏转到同一条束流线上，若要把几条束流线合并在一起，必须是不同的偏转半径，这就意味着如果是同一种粒子，必须是不同的能量。本发明巧妙地将同种粒子的能量分开，利用了不同的能量段，将三个不同能量的同种带电粒子束流合并在一起，由于能量不同，粒子的偏转半径不同，当它们从不同方向经过一个偏转磁铁时，能够偏转到同一条束流线上。
2、实现同能量粒子不同偏转半径必须是粒子种类不同：若要想将多条束流合并成一条且实现不同的偏转半径，当粒子能量相同时，也可以是不同的粒子种类，也就是电荷和质量的比不同，例如氢有三种同位素：质子、氘核、氚核，其中，质子和氘核的电荷数都是1，但是质量数不一样，因此它们的电荷和质量的比不同，也就是粒子的种类不同。
3、相邻能量束流合并打靶也可以产生相同的核反应：因为加速器束流打靶产生所需核反应，该核反应对于某种粒子只要有一段能量束流都可以产生核反应，所以不一定相同能量合并，相邻能量合并在一起也是有很大意义的，也即：当能量构成了一段能量时，就是这一段能量打靶也可以产生相同的核反应，只是有一个固定能量段产额相对高而已。
4、导向磁场和偏转磁场的关系：A、磁场大小的关系：导向磁场和偏转磁场的作用都是产生一个竖直的磁场，但是偏转磁场的场强大小要远大于导向磁场，导向磁场只是小角度的纠偏，偏转磁场要产生大的偏转，所以偏转磁场的场强大小要远大于导向磁场、偏转磁铁是一个大的磁铁，导向磁铁只是很小的磁铁。B、束流轨迹的关系：导向磁场理论上场强为零，所以附图中其入口和出口的束流方向是不变的。导向线圈通入励磁电流后产生导向磁场，导向磁场对束流位置和方向起到纠偏作用。本实施例导向磁铁的位置和方向为喇叭形状，该喇叭形状和几条待合并束流进入偏转磁场前的方向和位置相关。一般磁极的形状和姿态垂直于束流的入口和出口，所以，若要想将不同方向的束流合并一起，各个导向磁极的位置和方向调整后为喇叭形状；同理，主磁极的形状和姿态也是垂直于束流的入口和出口。主磁场在这里也称为偏转磁场，由于偏转磁场的作用是使得束流发生偏转，所以束流在偏转磁场中从入口到出口的轨迹是一条圆弧，而在导向磁场中从入口到出口的轨迹是一条直线。
基于以上原理，本发明设计了一种加速器束流合并偏转磁铁。
一种加速器束流合并偏转磁铁如图1-5所示，其特点是：包括构成主磁场和导向磁场部件的主磁极1、主线圈2、导向磁极A3、导向线圈A4、导向磁极B5、导向线圈B6、导向磁极C7、导向线圈C8、上下磁轭9、侧面磁轭A10、侧面磁轭B11、以及多条能量或粒子种类有适当差别的带电粒子束流，该多条能量或粒子种类有适当差别的带电粒子束流从不同方向进入该偏转磁铁，经过该偏转磁铁后，合并为拥有相同轨迹和方向的一条束流；所述导向磁极A3和导向线圈A4、导向磁极B5和导向线圈B6、导向磁极C7导向线圈C8分别位于多条束流入口处，并且各个导向磁极之间的位置和方向起到一定的束流导向作用；所述主磁极1接续布设在各个导向磁极的束流出口端；所述的上下磁轭9、侧面磁轭A10、侧面磁轭B11将各个导向磁极和主磁极包围其中；所述线圈套在磁极外，与相邻磁极或磁轭固定；所述主磁极1和主线圈2、各个导向磁极以及导向线圈上下成对使用，每对上下磁极中间有一定的间隙，该间隙内安装真空管道，束流可从真空管道内的真空环境通过。
所述主磁极对应束流入口位置可根据待合并束流数量分成几段，每条束流进入主磁极区域的方向与对应主磁极入口大致垂直；所述导向磁极对数与最大待合并束流条数相同。
该加速器束流合并偏转磁铁是束流偏转磁场与束流导向磁场有效的组合方式：所述主线圈2通电产生励磁电流，励磁电流产生磁场，主磁极1、上下磁轭9、侧面磁轭A10和侧面磁轭B11构成磁回路，该磁回路对励磁电流产生的磁场进行定向引导，在上下两个主磁极间隙区域形成束流偏转所需磁场，即束流偏转磁场；所述各个导向线圈通电提供励磁电流，所述各个导向磁极和磁轭构成的磁回路对励磁电流产生的磁场进行定向引导，在上述每对导向磁极间隙区域形成束流导向所需磁场，即束流导向磁场。
该加速器束流合并偏转磁铁不限于3条束流合并为1条束流，在结构作适当改变后，也可实现2条或多条束流合并为1条束流。
该加速器束流合并偏转磁铁产生主磁场的磁回路的结构，此处例举的为H形，也可对结构作适当改变，去掉一个侧面磁轭而只保留单侧磁轭，磁回路变成C形。
该加速器束流合并偏转磁铁产生导向磁场的3组磁回路的结构，既包括上下磁轭9、侧面磁轭A10和侧面磁轭B11构成的外围磁回路，即外围磁回路与偏转磁场磁回路共用，也包括将3组导向磁极和导向线圈拆分出去，为每组导向磁场所需磁回路设置单独的上下磁轭和侧面磁轭，即为3条束流设置3组单独的导向磁铁，3组单独的导向磁铁再与没有导向磁极和导向线圈的偏转磁铁进行组合，形成新的一组加速器束流合并偏转磁铁。
所述多条能量有适当差别的带电粒子即为同种类粒子但能量有适当差别的粒子；所述多条粒子种类有适当差别的带电粒子即为能量相同或不同但粒子种类有适当差别的带电粒子，该两种粒子均可形成不同的偏转半径，在偏转磁铁作用下，各自由多条束流合并为一条束流。
补充说明：
在本实施例导向磁铁直接集成在偏转磁铁里面组合使用，正常情况应该分出去，集成的好处是导向磁铁和偏转磁铁离得很近、能够共用外部的磁轭、节省空间和结构。
所述主磁极共2件，上下对称，一般采用纯铁材料制作，作为该偏转磁铁主磁场励磁的铁芯。2件主磁极间有一定间隙，此间隙区域产生该偏转磁铁的带电粒子束流偏转用主磁场。
所述主线圈共2件，上下对称，分别套在2件主磁极外。主线圈一般采用外有绝缘层的铜或铝导线绕制，环氧树脂浇注成形。2件主线圈电串联连接，通电后在线圈内产生励磁电流，从而产生所需的带电粒子束流偏转用主磁场。
所述导向磁极（包括导向磁极A、导向磁极B、导向磁极C）各2件，上下对称，一般采用纯铁材料制作，作为该偏转磁铁束流导向磁场励磁的铁芯。每对导向磁极间有一定间隙，此间隙区域产生该偏转磁铁的待合并带电粒子束流位置和方向调整用导向磁场。
所述导向线圈（包括导向线圈A、导向线圈B、导向线圈C）各2件，上下对称，分别套在2件导向磁极外。导向线圈一般采用外有绝缘层的铜或铝导线绕制，环氧树脂浇注成形。每对导向线圈电串联连接，通电后在线圈内产生励磁电流，从而产生所需的带电粒子束流位置和方向调整用导向磁场。
所述上下磁轭、侧面磁轭A、侧面磁轭B作为该偏转磁铁的外围磁回路，一般采用纯铁或低碳钢材料制作。上下磁轭共2件，上下对称。
所述上下磁轭、侧面磁轭A、侧面磁轭B与主磁极、导向磁极A、导向磁极B、导向磁极C，构成该偏转磁铁的1条主磁场和3条偏转磁场磁回路。磁回路对励磁线圈内励磁电流产生的磁场进行定向引导，从而在每对磁极间隙内产生所需大小和位置分布的磁场。
相邻磁轭与磁极之间一般采用螺钉连接，也可直接做成一体或者采用其它拆分组合方式。
励磁线圈套在磁极外，与相邻磁极或磁轭固定，对外可有水电连接及过温保护接口。
该偏转磁铁使用时，磁极间有带电粒子束流通过所需真空管道，真空管道内为带电粒子束流通过所需真空环境。
实施例
采用本发明的加速器束流合并偏转磁铁（如图1、2所示），3条待合并束流经过该偏转磁铁后，可合并为1条合并束流。其功能实现主要过程如下：
（一）如图1、2、3、4、5，上下磁轭、侧面磁轭A、侧面磁轭B与主磁极、导向磁极A、导向磁极B、导向磁极C，构成该偏转磁铁的1条主磁场和3条偏转磁场磁回路。磁回路对励磁线圈产生的磁场进行定向引导，从而在磁极间隙内产生所需大小和位置分布的磁场。
（二）如图1、2、3、4、5，主线圈、导向线圈A、导向线圈B、导向线圈C均成对使用。每对线圈内部电串联同向连接，通电后在线圈内产生励磁电流，生成同方向磁场。
（三）如图1、2、3、4、5，上下磁轭2件、侧面磁轭A、侧面磁轭B、主磁极2件与主线圈2件组合使用。主线圈通入励磁电流后，经过上述磁轭与磁极构成的磁回路对励磁电流产生的磁场进行定向引导，在2件主磁极间隙区域形成束流偏转所需主磁场。
（四）如图1、2、3、4、5，导向磁极A、导向线圈A、导向磁极B、导向线圈B、导向磁极C、导向线圈C与上下磁轭、侧面磁轭A、侧面磁轭B组合使用。上述导向线圈通入励磁电流后，经过上述磁轭与导向磁极构成的磁回路对励磁电流产生的磁场进行定向引导，在上述每对导向磁极间隙区域可形成束流导向与束流位置调整所需导向磁场。
（五）如图1，待合并束流共3条，分别为为束流A、束流B和束流C。假设束流A为能量为10MeV的质子束流，束流B为能量为12MeV的质子束流，束流C为能量为14MeV的质子束流。束流A先进入导向磁铁A，导向磁铁A产生的导向磁场对束流A的位置和方向进行适当调整，之后束流A进入主磁极对应的主磁场区域，主磁场对束流A进行偏转，最后从主磁场区域出来，进入合并束流轨迹。束流B和束流C的导向与偏转过程与束流A相似，最终从主磁场区域出来，都进入合并束流轨迹。经过本发明的加速器束流合并偏转磁铁后，束流A、束流B和束流C合并为一条合并束流。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例。
Claims (5)
1.一种加速器束流合并偏转磁铁，其特征在于：包括构成主磁场和导向磁场部件的主磁极（1）、主线圈（2）、导向磁极A（3）、导向线圈A（4）、导向磁极B（5）、导向线圈B（6）、导向磁极C（7）、导向线圈C（8）、上下磁轭（9）、侧面磁轭A（10）、侧面磁轭B（11）、以及多条能量或粒子种类有适当差别的带电粒子束流，该多条能量或粒子种类有适当差别的带电粒子束流从不同方向进入该偏转磁铁，经过该偏转磁铁后，合并为拥有相同轨迹和方向的一条束流；所述导向磁极A（3）和导向线圈A（4）、导向磁极B（5）和导向线圈B（6）、导向磁极C（7）导向线圈C（8）分别位于多条束流入口处并且各个导向磁极之间的位置和方向起到一定的束流导向作用；所述主磁极（1）连续布设在各个导向磁极的束流出口端；所述的上下磁轭（9）、侧面磁轭A（10）、侧面磁轭B（11）将各个导向磁极和主磁极包围其中；线圈均套在磁极外，与相邻磁极或磁轭固定；所述主磁极（1）和主线圈（2）、各个导向磁极以及导向线圈上下成对使用，每对上下磁极中间有一定的间隙，该间隙内安装真空管道，束流从真空管道内的真空环境通过；
所述主磁极对应束流入口位置根据待合并束流数量分成几段，每条束流进入主磁极区域的方向与对应主磁极入口大致垂直；导向磁极对数与最大待合并束流条数相同；
该加速器束流合并偏转磁铁是束流偏转磁场与束流导向磁场有效的组合方式：所述主线圈（2）通电产生励磁电流，励磁电流产生磁场，主磁极（1）、上下磁轭（9）、侧面磁轭A（10）和侧面磁轭B（11）构成磁回路，该磁回路对励磁电流产生的磁场进行定向引导，在上下两个主磁极间隙区域形成束流偏转所需磁场，即束流偏转磁场；各个导向线圈通电提供励磁电流，各个导向磁极和磁轭构成的磁回路对励磁电流产生的磁场进行定向引导，在每对导向磁极间隙区域形成束流导向所需磁场，即束流导向磁场。
2.如权利要求1所述的一种加速器束流合并偏转磁铁，其特征在于：该加速器束流合并偏转磁铁3条束流合并为1条束流，或在结构作适当改变后，实现2条或多条束流合并为1条束流。
3.如权利要求1所述的一种加速器束流合并偏转磁铁，其特征在于：该加速器束流合并偏转磁铁产生主磁场的磁回路的结构为H形，或对结构作适当改变，去掉一个侧面磁轭而只保留单侧磁轭，磁回路变成C形。
4.如权利要求1所述的一种加速器束流合并偏转磁铁，其特征在于：该加速器束流合并偏转磁铁产生导向磁场的3组磁回路的结构，包括上下磁轭（9）、侧面磁轭A（10）和侧面磁轭B（11）构成的外围磁回路，即外围磁回路与偏转磁场磁回路共用；或者包括将3组导向磁极和导向线圈拆分出去，为每组导向磁场所需磁回路设置单独的上下磁轭和侧面磁轭，即为3条束流设置3组单独的导向磁铁，3组单独的导向磁铁再与没有导向磁极和导向线圈的偏转磁铁进行组合，形成新的一组加速器束流合并偏转磁铁。
5.如权利要求1所述的一种加速器束流合并偏转磁铁，其特征在于：所述多条能量有适当差别的带电粒子即为同种类粒子但能量有适当差别的粒子；所述多条粒子种类有适当差别的带电粒子即为能量相同或不同但粒子种类有适当差别的带电粒子，多条能量有适当差别的带电粒子和多条粒子种类有适当差别的带电粒子均可形成不同的偏转半径，在偏转磁铁作用下，各自由多条束流合并为一条束流。
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