CN115866871A - 一种直线加速器用新型环耦合结构 - Google Patents
一种直线加速器用新型环耦合结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115866871A CN115866871A CN202211322177.4A CN202211322177A CN115866871A CN 115866871 A CN115866871 A CN 115866871A CN 202211322177 A CN202211322177 A CN 202211322177A CN 115866871 A CN115866871 A CN 115866871A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cavity
- coupling
- accelerating
- hole
- linear accelerator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000008878 coupling Effects 0.000 title claims abstract description 165
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 title claims abstract description 165
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 title claims abstract description 165
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 4
- 230000008719 thickening Effects 0.000 claims description 4
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 15
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 9
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 8
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 5
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000004452 microanalysis Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H9/00—Linear accelerators
- H05H9/04—Standing-wave linear accelerators
- H05H9/041—Hadron LINACS
- H05H9/044—Coupling cavity LINACS, e.g. side coupled
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H7/00—Details of devices of the types covered by groups H05H9/00, H05H11/00, H05H13/00
- H05H7/14—Vacuum chambers
- H05H7/18—Cavities; Resonators
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H7/00—Details of devices of the types covered by groups H05H9/00, H05H11/00, H05H13/00
- H05H7/22—Details of linear accelerators, e.g. drift tubes
- H05H2007/225—Details of linear accelerators, e.g. drift tubes coupled cavities arrangements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Particle Accelerators (AREA)
Abstract
本发明公开了一种直线加速器用新型环耦合结构，其包括加速腔、耦合腔、束流孔，所述加速腔和耦合腔交替装配在一起，束流孔贯穿加速腔和耦合腔，加速腔采用碗状结构，沿束流孔在加速腔内壁设置带中孔的凸锥结构，加速腔和耦合腔之间的耦合孔设计为靠近束流孔周围均匀环布的2个以上的腰形孔，提高5%~10%特征阻抗，明显提高加速腔的加速效率。耦合腔采用边缘加厚的圆盘形腔体结构，有效减小腔体的轴向长度，同时在耦合腔内设置鼻锥，该鼻锥与耦合器的两端腔璧焊接，保证电接触，将其品质因素从常规的1200提高到2000，将鼻锥将耦合腔左右两个波导盘片焊接在一起使耦合腔的电场完全封闭，避免电子穿过耦合腔时对其的影响。
Description
技术领域
本发明属于电子加速器技术领域，具体涉及一种直线加速器用新型环耦合结构。
背景技术
电子直线加速器是一种利用微波电磁场加速电子并且具有直线运动轨道的加速装置，其应用范围极为广泛，在诸如材料科学、表面物理、分子生物学、光化学等其它科技领域都有着重要应用。在工、农、医各个领域中加速器广泛用于同位素生产、肿瘤诊断与治疗、射线消毒、无损探伤、高分子辐照聚合、材料辐照改性、离子注入、离子束微量分析以及空间辐射模拟、核爆炸模拟等方面。比如说常见的医用加速器，其中最关键的部件就是电子直线加速器，利用的就是射线（包含电子束）同物质相互作用的电离辐射效应可使癌细胞死亡以实现治愈肿瘤等疾病。自1953年英国首次研制电子直线加速器进行肿瘤治疗以来，现在利用电子束和电子束打把产生X射线进行肿瘤治疗，已是一种有效的治疗手段。
加速腔链是构成电子直线加速器的关键部件之一。
微波通常用波导管(常用的是圆波导管)进行传播，但是其在波导管中传播的相速度(波的相位在空间中传递的速度，是相位移动速度的简称)远大于光速，即微波电磁场的相速度传播过快，并不能实现对电子的加速，因此需要设法将波导管中微波传播的相速度降下来。为解决这一问题，现有技术通过在圆波导管中周期性插入带中孔的圆形膜片，依靠膜片的反射作用，就可使微波传播的相速度慢下来，进而微波电磁场就可以与注入其中的电子进行能量交换，即可实现对电子的加速。这种波导管，人们称其为盘荷波导加速管，取圆形膜片对波导管加载之意，同时又可称为慢波结构。
当电子在盘荷波导加速管的微波电磁场中所处的相位与加速相位相匹配时，电磁场能量转换为电子能量，电子得到加速；当电子在盘荷波导加速管的微波电磁场中所处的相位与减速相位相匹配时，电子能量转换为电磁场能量，电子被减速。因此为了确保电子能够持续的被加速进而获得高能量，现有技术给出了以下两种不同的电子加速方式：
第一种是行波加速方式，对应于行波电子直线加速器。该方式实现对电子加速的核心原理是让电子运行速度与行波的相速度相等，即二者满足同步条件，这样电子可以一直处于电场的波峰上进行加速；
第二种是驻波加速方式，对应于驻波电子直线加速器。该方式实现对电子加速的核心原理是让电子在盘荷波导加速管中的每个腔内飞跃时所遇到的都是电场的加速相位，即电子在一个腔飞跃的时间等于加速管中电磁场振荡的半周期，电子的飞跃时间与加速电场更换方向时间一致，从而实现对电子的持续加速。
按照布局设计可又分为单周期和双周期，若束流穿过的所有腔均为可对电子进行加速的加速腔则称为单周期的加速管，若束流穿过的腔体分为对电子进行加速的加速腔以及对电子起耦合作用的耦合腔，并交替排布，则称为双周期的加速管。其中轴耦合结构属于双周期结构，边耦合属于单周期结构。
现在常规驻波电子直线加速器成熟的结构中主要有两种：
1、轴耦合双周期慢波结构(也可称轴耦合双周期盘荷波导加速管)；
在加速腔内设计有类似鼻锥的带中孔的凸锥结构，在耦合腔内不设置。具体来说就是在盘荷波导管中每个圆形膜片(也可称盘荷波导片)通孔处构成加速腔的一侧设置凸锥结构，而构成耦合腔的一侧不设。这种方式的优点是加速腔品质因数高（品质因素即为腔体内的微波总能量与在一个周期内损耗的电磁能量的比值的2π倍，品质因素越高能量损耗越小），功率损耗小，微波利用效率高，缺点是耦合腔品质因数低；
2、边耦合单周期慢波结构（也可称边耦合单周期盘荷波导加速管）。
在加速腔内设置类似鼻锥的带中孔的凸锥结构，在耦合腔内也有设置。具体来说就是在盘荷波导管中每个圆形膜片(也可称盘荷波导片)通孔处构成加速腔的一侧设置凸锥结构。这种方式的优点是加速腔品质因数高，功率损耗小，微波利用效率高，缺点是耦合腔位于加速腔的侧边，整管直径尺寸偏大。
基于以上特点，本发明提出了一种直线加速器用新型环耦合结构。能够在不降低加速腔的加速场强和品质因素和保证尺寸较小的前提下，提高耦合腔的品质因素和加速腔体的最大功率密度，充分提高加速梯度、缩短加速长度。
发明内容
为克服上述存在之不足，本发明的发明人通过长期的探索尝试以及多次的实验和努力，不断改革与创新，提出了一种直线加速器用新型环耦合结构，其加速腔和耦合腔之间的耦合孔设计为靠近束流孔周围均匀分布的2个以上的腰形孔，该耦合孔的结构和布局，可以得到更高的特征阻抗，较现有的结构可以提高5%~10%，明显提高加速腔的加速效率，耦合腔创新的采用了边缘加厚的圆盘形腔体结构，可以有效减小腔体的轴向长度，同时在耦合腔内也设置一个带中孔的鼻锥，该鼻锥与耦合器的两端腔璧焊接，保证电接触，在耦合腔中设置鼻锥可以有效提高其品质因素，从常规的1200提高到2000。同时通过将鼻锥将耦合腔左右两个波导盘片焊接在一起以后，耦合腔的电场就完全封闭起来，可以避免电子穿过耦合腔时对其的影响，新型环耦合结构的耦合腔采用新型焊接结构，可以明显提高结构强度，降低其变形量，同时耦合孔的改进，提高了其耦合系数，这样也可以加大其模式间隔，调试时允许的各个腔体间的频率偏差范围更大，这样可以显著降低腔体的焊接难度和微波调谐的工作量。且整个腔体都是旋转对称结构，这样可以显著降低其加工难度。
为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：提供一种直线加速器用新型环耦合结构。其包括加速腔、耦合腔、束流孔，所述加速腔和耦合腔交替装配在一起，束流孔贯穿加速腔和耦合腔，加速腔采用碗状结构，沿束流孔在加速腔内壁设置带中孔的凸锥结构，加速腔和耦合腔之间的耦合孔设计为靠近束流孔周围均匀环布的2个以上的腰形孔，耦合腔采用边缘加厚的圆盘形腔体结构，有效减小腔体的轴向长度，同时在耦合腔内设置鼻锥，该鼻锥与耦合器的两端腔璧焊接，保证电接触。
根据本发明所述的一种直线加速器用新型环耦合结构，其进一步的优选技术方案是：通过鼻锥将耦合腔左右两个波导盘片焊接在一起，保证电接触，使得耦合腔的电场完全封闭。
根据本发明所述的一种直线加速器用新型环耦合结构，其进一步的优选技术方案是：所述耦合腔的截面形状为外侧的三角形与内侧的长方形形成的组合形状，其中长方形位于三角形的角上，绕束流孔中心线旋转一周形成三角腔体和圆盘腔体的组合，所述腰型孔位于圆盘腔体所在区域。
根据本发明所述的一种直线加速器用新型环耦合结构，其进一步的优选技术方案是：所述腰形孔位于圆盘腔体的内侧位置，圆盘腔体的最内侧相比腰型孔更靠近束流孔。
根据本发明所述的一种直线加速器用新型环耦合结构，其进一步的优选技术方案是：所述单个加速腔的两端的腰形孔位置对应设置，相邻加速腔之间的腰形孔位置交错设置。
根据本发明所述的一种直线加速器用新型环耦合结构，其进一步的优选技术方案是：所述耦合腔的三角形腔体的截面三角形的角设置为圆角。
根据本发明所述的一种直线加速器用新型环耦合结构，其进一步的优选技术方案是：该耦合结构由结构块A、结构块B，加速腔由位于左侧的结构块A和位于右侧结构块B构成，耦合腔由结构块B和其右侧的另一个结构块A形成，结构块A和结构块B交替堆叠形成中间部位，位于两端的结构块A或结构块B上设置有与其他部件连接的安装口。
根据本发明所述的一种直线加速器用新型环耦合结构，其进一步的优选技术方案是：所述结构块A的外部边缘部分域低于自身的波导盘片的高度。
根据本发明所述的一种直线加速器用新型环耦合结构，其进一步的优选技术方案是：所述结构块B的外部边缘部分高于耦合腔鼻锥。
根据本发明所述的一种直线加速器用新型环耦合结构，其进一步的优选技术方案是：所述耦合腔鼻锥的圆周小于腰形孔围绕的圆形区域的内径，腰形孔与耦合腔鼻锥之间的高度差形成台阶。
相比现有技术，本发明的技术方案具有如下优点/有益效果：
1、腔体的外径尺寸与轴耦合结构一致，加速腔总体采用碗状结构，中间设计有一个类似鼻锥的带中孔的凸锥结构，束流沿中孔穿过依次进入下一个腔体。加速腔和耦合腔之间的耦合孔设计为靠近束流孔周围均匀分布的2个以上的腰形孔，该耦合孔的结构和布局，可以得到更高的特征阻抗，较现有的结构可以提高5%~10%，明显提高加速腔的加速效率。
2、耦合腔创新的采用了边缘加厚的圆盘形腔体结构，可以有效减小腔体的轴向长度，同时在耦合腔内也设置一个带中孔的鼻锥，该鼻锥与耦合器的两端腔璧焊接，保证电接触，在耦合腔中设置鼻锥可以有效提高其品质因素，从常规的1200提高到2000。同时通过将鼻锥将耦合腔左右两个波导盘片焊接在一起以后，耦合腔的电场就完全封闭起来，可以避免电子穿过耦合腔时对其的影响。
3、新型环耦合结构的耦合腔采用新型焊接结构，可以明显提高结构强度，降低其变形量，同时耦合孔的改进，提高了其耦合系数，这样也可以加大其模式间隔，调试时允许的各个腔体间的频率偏差范围更大，这样可以显著降低腔体的焊接难度和微波调谐的工作量。且整个腔体都是旋转对称结构，这样可以显著降低其加工难度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明一种直线加速器用新型环耦合结构的结构示意图。
图2是本发明一种直线加速器用新型环耦合结构的俯视图。
图3是图2中A-A处的剖视图。
图4是本发明一种直线加速器用新型环耦合结构的内部结构示意图。
图5是图3中选取的结构块A与结构块B的组合图。
图6是图5中A处的局部放大图。
图7是结构块B沿束流孔中心线所在平面的的剖视图。
图8是本发明一种直线加速器用新型环耦合结构的结构块A与结构块B的组合结构示意图。
图9是图8正视图。
图10是图8右视图图。
图11是图8左侧视角的结构示意图。
图中标记分别为：1.加速腔 2.耦合腔 201.三角腔体 202.圆盘腔体 3.束流孔 4.凸锥 5.腰形孔 6.鼻锥 601.台阶 7.结构块A 8.结构块B 9.安装口。
具体实施方式
为使本发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中可以不对其进行进一步定义和解释。
实施例：
如图1-图11所示，一种直线加速器用新型环耦合结构。其包括加速腔、耦合腔、束流孔，所述加速腔和耦合腔交替装配在一起，束流孔贯穿加速腔和耦合腔，加速腔采用碗状结构，沿束流孔在加速腔内壁设置带中孔的凸锥结构，加速腔和耦合腔之间的耦合孔设计为靠近束流孔周围均匀环布的2个以上的腰形孔，本实例采用三个腰形孔展示，耦合腔采用边缘加厚的圆盘形腔体结构，有效减小腔体的轴向长度，同时在耦合腔内设置鼻锥，该鼻锥与耦合器的两端腔璧焊接，保证电接触，在耦合腔中设置鼻锥可以有效提高其品质因素，从常规的1200提高到2000。通过鼻锥将耦合腔左右两个波导盘片焊接在一起，保证电接触，使得耦合腔的电场完全封闭，可以避免常规轴耦合结构电子穿过耦合腔时对其的影响。耦合腔品质因素品质的提高可以有效降低微波传输损耗，提高其能量利用效率，降低微波馈入功率，有效延长微波源（磁控管）的使用寿命。
所述耦合腔的截面形状为外侧的三角形与内侧的长方形形成的组合形状，截面指的是与束流孔中心线重合的平面，其中长方形位于三角形的角上，此处的三角形为等腰三角形或者等边三角形的形式，三角形的顶角朝向束流孔中心线的方向，组合而成的截面形状绕束流孔中心线旋转一周形成三角腔体和圆盘腔体的组合，所述腰型孔位于圆盘腔体所在区域，三角腔体和圆盘腔体的组合构成了耦合腔，当然，所述三角腔体的形状可以根据设计参数和实际加工产生一定的变化，如本实施例中，将耦合腔的三角形腔体的截面三角形的角设置为圆角，可以一定程度上使得三角腔体的加工更加方便。
耦合腔边沿加厚可以在保证腔体直径不变的情况下，有效缩短其腔体轴向尺寸，缩短整管长度。
所述腰形孔位于圆盘腔体的内侧位置，圆盘腔体的最内侧相比腰型孔更靠近束流孔，使得腰形孔完全位于加速腔所在的位置。
所述单个加速腔的两端的腰形孔位置对应设置，相邻加速腔之间的腰形孔位置交错设置。
该耦合结构由结构块A、结构块B，加速腔由位于左侧的结构块A和位于右侧结构块B构成，耦合腔由结构块B和其右侧的另一个结构块A形成，结构块A和结构块B交替堆叠形成中间部位，位于两端的结构块A或结构块B上设置有与其他部件连接的安装口，该安装口以束流通道为基准进行设置，方便电子束流进入和排出，安装口的形状等根据需要连接的部件对应设置即可，本发明只是指出了其中较为标准的一种结构。
所述结构块A的外部边缘部分域低于自身的波导盘片的高度，结构块B的外部边缘部分高于耦合腔鼻锥，即耦合腔的腔体在结构块A和结构块B上各设置有一部分，在结构块B上为大部分，这样可以保证结构块A和结构块B构成耦合腔时，连接位置不与圆盘腔体位置重合。
所述耦合腔鼻锥的圆周小于腰形孔围绕的圆形区域的内径，腰形孔与耦合腔鼻锥之间的高度差形成台阶，形成本发明特有的鼻锥结构。
该新型腔体的外径尺寸与轴耦合结构一致，加速腔总体采用的是碗状结构，中间设计有一个类似鼻锥的带中孔的凸锥结构，束流沿中孔穿过依次进入下一个腔体。加速腔和耦合腔之间的耦合孔设计为靠近束流孔周围均匀分布的2个以上的腰形孔，新型耦合孔的采用，可以得到更高的特征阻抗，较现有的结构可以提高5%~10%，明显提高加速腔的加速效率。
耦合腔创新的采用了边缘加厚的圆盘形腔体结构，这样可以有效减小腔体的轴向长度，同时在耦合腔内也设置一个带中孔的鼻锥，该鼻锥与耦合器的两端腔璧焊接，保证电接触，在耦合腔中设置鼻锥可以有效提高其品质因素，从常规的1200提高到2000。同时通过将鼻锥将耦合腔左右两个波导盘片焊接在一起以后，耦合腔的电场就完全封闭起来，可以避免电子穿过耦合腔时对其的影响。
加速腔是属于微波谐振腔，腔体的物理尺寸决定了其本身的谐振频率。电子直线加速器是由一系列的加速腔和耦合腔串联组成的，工作时要求其本身谐振频率必须一致。电子直线加速器的腔链的焊接工艺需要腔体多次进入真空炉/氢炉进行高温钎焊，焊接过程中始终存在腔体的物理形变，谐振频率会产生漂移。盘荷波导作为电子直线加速器的加速结构，在驻波π模情况下，由于返波的一个空间谐波也对加速做出贡献，结构的特征阻抗高，但是由于π模式群速度为零，相邻的模式间隔很小。使加速腔链对加工公差、腔体焊接变形和束负荷都特别敏感。
新型环耦合结构的耦合腔采用新型焊接结构，可以明显提高结构强度，降低其变形量，同时耦合孔的改进，提高了其耦合系数，这样也可以加大其模式间隔，调试时允许的各个腔体间的频率偏差范围更大，这样可以显著降低腔体的焊接难度和微波调谐的工作量。且整个腔体都是旋转对称结构，这样可以显著降低其加工难度。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种直线加速器用新型环耦合结构，其包括加速腔、耦合腔、束流孔，所述加速腔和耦合腔交替装配在一起，束流孔贯穿加速腔和耦合腔，其特征在于，加速腔采用碗状结构，沿束流孔在加速腔内壁设置带中孔的凸锥结构，加速腔和耦合腔之间的耦合孔设计为靠近束流孔周围均匀环布的2个以上的腰形孔，耦合腔采用边缘加厚的圆盘形腔体结构，有效减小腔体的轴向长度，同时在耦合腔内设置鼻锥，该鼻锥与耦合器的两端腔璧焊接，保证电接触。
2.根据权利要求1所述的一种直线加速器用新型环耦合结构，其特征在于，通过鼻锥将耦合腔左右两个波导盘片焊接在一起，保证电接触，使得耦合腔的电场完全封闭。
3.根据权利要求1所述的一种直线加速器用新型环耦合结构，其特征在于，所述耦合腔的截面形状为外侧的三角形与内侧的长方形形成的组合形状，其中长方形位于三角形的角上，绕束流孔中心线旋转一周形成三角腔体和圆盘腔体的组合，所述腰型孔位于圆盘腔体所在区域。
4.根据权利要求3所述的一种直线加速器用新型环耦合结构，其特征在于，所述腰形孔位于圆盘腔体的内侧位置，圆盘腔体的最内侧相比腰型孔更靠近束流孔。
5.根据权利要求1或4所述的一种直线加速器用新型环耦合结构，其特征在于，所述单个加速腔的两端的腰形孔位置对应设置，相邻加速腔之间的腰形孔位置交错设置。
6.根据权利要求3所述的一种直线加速器用新型环耦合结构，其特征在于，所述耦合腔的三角形腔体的截面三角形的角设置为圆角。
7.根据权利要求1所述的一种直线加速器用新型环耦合结构，其特征在于，该耦合结构由结构块A、结构块B，加速腔由位于左侧的结构块A和位于右侧结构块B构成，耦合腔由结构块B和其右侧的另一个结构块A形成，结构块A和结构块B交替堆叠形成中间部位，位于两端的结构块A或结构块B上设置有与其他部件连接的安装口。
8.根据权利要求7所述的一种直线加速器用新型环耦合结构，其特征在于，所述结构块A的外部边缘部分域低于自身的波导盘片的高度。
9.根据权利要求7所述的一种直线加速器用新型环耦合结构，其特征在于，所述结构块B的外部边缘部分高于耦合腔鼻锥。
10.根据权利要求7所述的一种直线加速器用新型环耦合结构，其特征在于，所述耦合腔鼻锥的圆周小于腰形孔围绕的圆形区域的内径，腰形孔与耦合腔鼻锥之间的高度差形成台阶。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211322177.4A CN115866871A (zh) | 2022-10-27 | 2022-10-27 | 一种直线加速器用新型环耦合结构 |
| US18/115,016 US20240147600A1 (en) | 2022-10-27 | 2023-02-28 | New ring coupling structure for linear accelerator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211322177.4A CN115866871A (zh) | 2022-10-27 | 2022-10-27 | 一种直线加速器用新型环耦合结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115866871A true CN115866871A (zh) | 2023-03-28 |
Family
ID=85661906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211322177.4A Pending CN115866871A (zh) | 2022-10-27 | 2022-10-27 | 一种直线加速器用新型环耦合结构 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20240147600A1 (zh) |
| CN (1) | CN115866871A (zh) |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1496422A (en) * | 1974-01-15 | 1977-12-30 | Cgr Mev | Multiperiodic linear accelerating structures |
| CA1045717A (en) * | 1977-05-09 | 1979-01-02 | Majesty (Her) In Right Of Canada As Represented By Atomic Energy Of Cana Da Limited | Standing wave accelerator structure with on-axis couplers |
| EP0202097A2 (en) * | 1985-05-13 | 1986-11-20 | Varian Associates, Inc. | Small diameter standing-wave linear accelerator structure |
| JP2002270398A (ja) * | 2001-03-09 | 2002-09-20 | Aet Japan:Kk | 加速管 |
| CN1482844A (zh) * | 2003-07-26 | 2004-03-17 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | 一种驻波电子直线加速器 |
| CN2901784Y (zh) * | 2006-05-17 | 2007-05-16 | 顾本广 | 角耦合驻波加速管 |
| CN101076222A (zh) * | 2006-05-17 | 2007-11-21 | 顾本广 | 角耦合驻波加速管 |
| CN106332433A (zh) * | 2016-11-04 | 2017-01-11 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | 轴耦合双周期电子加速管及加速器和腔体升频调节方法 |
| CN206118155U (zh) * | 2016-11-04 | 2017-04-19 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | 一种轴耦合双周期电子加速管及驻波电子直线加速器 |
| CN113825295A (zh) * | 2021-08-19 | 2021-12-21 | 中国原子能科学研究院 | 一种加速结构以及辐射加工装置 |
| CN216057602U (zh) * | 2021-09-10 | 2022-03-15 | 中国科学院空天信息创新研究院 | 驻波加速器 |
-
2022
- 2022-10-27 CN CN202211322177.4A patent/CN115866871A/zh active Pending
-
2023
- 2023-02-28 US US18/115,016 patent/US20240147600A1/en active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1496422A (en) * | 1974-01-15 | 1977-12-30 | Cgr Mev | Multiperiodic linear accelerating structures |
| CA1045717A (en) * | 1977-05-09 | 1979-01-02 | Majesty (Her) In Right Of Canada As Represented By Atomic Energy Of Cana Da Limited | Standing wave accelerator structure with on-axis couplers |
| EP0202097A2 (en) * | 1985-05-13 | 1986-11-20 | Varian Associates, Inc. | Small diameter standing-wave linear accelerator structure |
| JP2002270398A (ja) * | 2001-03-09 | 2002-09-20 | Aet Japan:Kk | 加速管 |
| CN1482844A (zh) * | 2003-07-26 | 2004-03-17 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | 一种驻波电子直线加速器 |
| CN2901784Y (zh) * | 2006-05-17 | 2007-05-16 | 顾本广 | 角耦合驻波加速管 |
| CN101076222A (zh) * | 2006-05-17 | 2007-11-21 | 顾本广 | 角耦合驻波加速管 |
| CN106332433A (zh) * | 2016-11-04 | 2017-01-11 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | 轴耦合双周期电子加速管及加速器和腔体升频调节方法 |
| CN206118155U (zh) * | 2016-11-04 | 2017-04-19 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | 一种轴耦合双周期电子加速管及驻波电子直线加速器 |
| CN113825295A (zh) * | 2021-08-19 | 2021-12-21 | 中国原子能科学研究院 | 一种加速结构以及辐射加工装置 |
| CN216057602U (zh) * | 2021-09-10 | 2022-03-15 | 中国科学院空天信息创新研究院 | 驻波加速器 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 郝传国 等: "《肿瘤放射治疗设备学》", 30 April 2015, pages: 94 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20240147600A1 (en) | 2024-05-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102208315B (zh) | 紧凑型低频段频率可调相对论返波振荡器 | |
| CN111883405B (zh) | 一种能抑制非旋转对称杂模的三轴相对论速调管放大器 | |
| CN112885681B (zh) | 一种双端发射阴极结构的相对论磁控管 | |
| CN103906339A (zh) | 离子加速器注入装置及使用方法 | |
| CN104183445B (zh) | 一种具有te10输出模式的紧凑型相对论磁控管 | |
| CN105355528A (zh) | 一种过模级联高频结构的双电子注太赫兹波辐射源 | |
| US5014014A (en) | Plane wave transformer linac structure | |
| CN115866871A (zh) | 一种直线加速器用新型环耦合结构 | |
| CN116156730B (zh) | 一种用于回旋加速器的轴向注入器的结构 | |
| CN116489864B (zh) | 紧凑型强流h2+超导回旋加速器 | |
| CN216057602U (zh) | 驻波加速器 | |
| CN109462932A (zh) | 一种驻波加速管 | |
| He et al. | Preliminary experimental study on a compact relativistic magnetron with diffraction output of TEM mode | |
| CN112770474B (zh) | 谐振加速腔 | |
| CN213925000U (zh) | 一种微波离子源辅助的磁控溅射离子镀装置 | |
| CN115332028A (zh) | 一种同轴耦合输出的太赫兹多波切伦科夫发生器 | |
| CN109890122A (zh) | 单周期π模的驻波电子加速结构 | |
| CN114038728B (zh) | 一种适用于太赫兹行波管的慢波结构及其加工方法 | |
| CN209882196U (zh) | 单周期π模的驻波电子加速结构 | |
| CN216982176U (zh) | 一种交变相位聚焦漂移管加速器 | |
| CN117641695A (zh) | 一种漂移管直线加速器及带电粒子直线加速器系统 | |
| CN113658838B (zh) | 高频互作用电路及制备方法 | |
| CN212677436U (zh) | 带电粒子加速装置 | |
| CN219227910U (zh) | 一种行波加速管 | |
| KR102663242B1 (ko) | 정밀 봉인형 고주파가속관 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |