CN202496128U - 一种用于加速强流离子束的高电压加速管 - Google Patents
一种用于加速强流离子束的高电压加速管 Download PDFInfo
- Publication number
- CN202496128U CN202496128U CN2012200940441U CN201220094044U CN202496128U CN 202496128 U CN202496128 U CN 202496128U CN 2012200940441 U CN2012200940441 U CN 2012200940441U CN 201220094044 U CN201220094044 U CN 201220094044U CN 202496128 U CN202496128 U CN 202496128U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode
- ion beam
- accelerating tube
- quicken
- accelerating
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 19
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000011195 cermet Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000191 radiation effect Effects 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种用于加速强流离子束的高电压加速管，它主要由绝缘环和电极法兰组装而成，法兰内部设置有加速电极，电极为筒状结构，外径逐个减小，电极相互套装且从两端伸入到中部区。该实用新型提供了一种结构简单、便于检修的可以在强辐射环境中使用的用于加速强流离子束的高电压加速管。
Description
技术领域
本实用新型涉及粒子加速器技术领域，特别涉及一种用于加速强流离子束的高电压加速管。
背景技术
现有的直流型高电压加速管通常是使用玻璃或陶瓷环与电极法兰通过粘接或焊接的方式组装而成。具有径向尺寸受限制、拆卸检修困难、制造费用高等缺点。对强流(例如百毫安即)、高电压(例如数百千伏)离子束加速时，为减小空间电荷对束的扩张效应，要求加速管间隙尽量短。因为绝缘耐压问题，绝缘外管的总长度都相当大。各段加速电极需相互套装，将加速间隙集中到加速管的中部。套装电极筒之间必须有一定间距以保证耐压，最终使得加速管绝缘环内径要做得很大，现有的一些结构是很难做到的。特别是在有强中子辐射的条件下，由于镍、铬等材料有活化问题，金属陶瓷封焊的瓷环不宜采用。
发明内容
本实用新型克服了现有技术中的不足，提供了一种结构简单、便于检修的可以在强辐射环境中使用的用于加速强流离子束的高电压加速管。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用于加速强流离子束的高电压加速管，它主要由陶瓷绝缘环和电极法兰组装而成，法兰内部设置有加速电极，电极为筒状结构，外径逐个减小，电极相互套装且从两端伸入到中部区。
本实用新型还可以：
所述的绝缘环为陶瓷绝缘环，陶瓷绝缘环与电极法兰采用螺栓固定。
所述的陶瓷绝缘环与法兰之间采用真空密封圈密封，真空密封圈为金属材质。
所述的电极法兰外部固定有均压环。
所述的电极法兰安装有水冷管。
所述的电极靠中心的部分为钽或钨或钼材料制成，其轴心处开孔形成光栏。
所述的光栏孔周设置有耐高温的永磁体。
所述离子束入射端的电极设置有水冷管，其靠近光栏孔处装有四象限探针。
所述离子束出射端的电极后布置有偏压电极。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型采用陶瓷绝缘环作为主体，陶瓷绝缘环的数量由加速管的离子束流光学设计确定，绝缘陶瓷环间为金属法兰，绝缘陶瓷环与金属法兰之间通过螺栓紧固，同时采用真空密封圈密封，保证了结构的稳定和真空密封的可靠性。电极采用筒状结构，套装组装而成，这样能够在电极靠中心的光栏处形成短间隙的加速区，可用于在强辐射条件下的高电压、百毫安级离子的加速。
附图说明
图1加速管结构示意图
1绝缘环、2电极法兰、3螺栓、4真空密封圈、5均压环、6电极、7负偏压电极、8永磁体、9探针、10离子束
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
一种用于加速强流离子束的高电压加速管，它是有多个大绝缘环1作为绝缘主体，绝缘环1之间为电极法兰2。所述的绝缘环1优选陶瓷绝缘环，陶瓷绝缘环的两端环上沿周有若干通孔，陶瓷绝缘环与电极法兰通过这些通孔靠螺栓3固定。绝缘环1的数量及加速管的总长度由加速管的离子束流光学设计确定。电极法兰2的材料选用不易被活化的铝合金。绝缘环1端面与电极法兰2之间有真空密封圈4，真空密封圈4是由金属材料制成，如金属铅、铟等，这些金属出气少，有利于提高真空度，而且不像有机材料的橡胶圈或者粘结剂会在辐射作用下裂解、老化。
在每个电极法兰2外圈设置有内水冷通道，当有束功率打在电极上时不会使法兰发热，保证了结构的稳定性和真空密封的可靠性。为防止电晕，在电极法兰2外圈固定有圆圈状均压环5。加速管内部是一组加速电极6，电极6为筒状结构，从加速管的两端伸入到中部区，外径逐个减小相互套装且保持相互之间有一定的绝缘间距，电极6靠中心的部分用耐高温的钽、钨或者钼材料制成，其轴心处开孔形成光栏，几个电极的光栏构成一组短间隙的加速区。
在最低电位的电极6-5后布置有偏压电极7，也就是说，在离子束10出射端的电极6-5后布置有偏压电极7，它上面加有足够高的负电压以抑制低电位区的二次电子被加速回轰高电位区。电极光栏孔周加有耐高温的永磁体8，它产生的弱磁场可将电极上产生的二次电子控制在局部区域，减少X射线的辐射并减少加速电源的电流负载。在束流的入射端，电极筒的表面做有水冷管，保证在束流轰击下不被熔化损坏。在此筒靠近加速光栏处，还安装有一组四象限的束流位置探针9，由它取得的电流信号可以判断入射束的位置，这对于正确控制束流入射方向极为重要。
实施例1
如图1所示一种用于400kv、百毫安级的离子束加速管。离子种类可以是H+、D+、O+等。它用了四个大陶瓷绝缘环1作为绝缘主体。陶瓷绝缘环1间为LD31牌号铝合金法兰，陶瓷绝缘环1的两端环上沿周向开有16个通孔，陶瓷绝缘环1与电极法兰2通过这些通孔靠螺栓3紧固。瓷环端面与法兰之间用铟丝制成的真空密封圈4实现真空密封。每个电极法兰2上都有水冷通道，可防止发热。在电极法兰2的外圆周固定有均压环5。加速管的内部是一组电极6-1、6-2、6-3、6-4、6-5，每个电极靠中心的部分用钼制成，其轴心处开有Φ100的光栏孔，5个电极的光栏孔径相同，它们构成一组总长度为240mm的加速区，而加速管的长度则达到1200mm。各电极以筒状结构，从加速管两端伸入到中部区，外径逐个减小，相互套装并且保持相互之间有足够的绝缘距离，本实施例绝缘距离为20mm。在接地的最低电位电极6-5后布置有偏压电极7，偏压电极7上面加有负5kv电压，可以抑制低电位区的电子回轰到高电位区。在电极光栏孔周围安装有永磁体8，它产生的弱磁场可将电极上的二次电子控制在局部区域。在离子束10束流的入射端，锥形电极筒的表面布置有水冷管，保护电极免受散射离子的轰击而发热损坏。在电极6-1靠近加速光栏处安装有一组四象限束流位置探针9，由它取得的电流信号可以判断入射离子束10的位置。
Claims (9)
1.一种用于加速强流离子束的高电压加速管，其特征在于，它主要由绝缘环和电极法兰组装而成，法兰内部设置有加速电极，电极为筒状结构，外径逐个减小，电极相互套装且从两端伸入到中部区。
2.根据权利要求1所述的一种用于加速强流离子束的高电压加速管，其特征在于，所述的绝缘环为陶瓷绝缘环，其中陶瓷绝缘环与电极法兰采用螺栓固定。
3.根据权利要求2所述的一种用于加速强流离子束的高电压加速管，其特征在于，所述的陶瓷绝缘环与法兰之间采用真空密封圈密封，真空密封圈为金属材质。
4.根据权利要求1所述的一种用于加速强流离子束的高电压加速管，其特征在于，所述的电极法兰外部固定有均压环。
5.根据权利要求1所述的一种用于加速强流离子束的高电压加速管，其特征在于，所述的电极法兰安装有水冷管。
6.根据权利要求1所述的一种用于加速强流离子束的高电压加速管，其特征在于，所述的电极靠中心的部分为钽或钨或钼材料制成，其轴心处开孔形成光栏。
7.根据权利要求6所述的一种用于加速强流离子束的高电压加速管，其特征在于，所述的光栏孔周设置有耐高温的永磁体。
8.根据权利要求1所述的一种用于加速强流离子束的高电压加速管，其特征在于，所述离子束入射端的电极设置有水冷管，其靠近光栏孔处装有四象限探针。
9.根据权利要求1所述的一种用于加速强流离子束的高电压加速管，其特征在于，所述离子束出射端的电极后布置有偏压电极。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012200940441U CN202496128U (zh) | 2012-03-14 | 2012-03-14 | 一种用于加速强流离子束的高电压加速管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012200940441U CN202496128U (zh) | 2012-03-14 | 2012-03-14 | 一种用于加速强流离子束的高电压加速管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN202496128U true CN202496128U (zh) | 2012-10-17 |
Family
ID=47002338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2012200940441U Expired - Lifetime CN202496128U (zh) | 2012-03-14 | 2012-03-14 | 一种用于加速强流离子束的高电压加速管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN202496128U (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103068142A (zh) * | 2012-12-26 | 2013-04-24 | 江苏达胜加速器制造有限公司 | 一种中间电极及应用该中间电极的加速管 |
| CN103068139A (zh) * | 2012-12-26 | 2013-04-24 | 江苏达胜加速器制造有限公司 | 一种用于加速器的扫面磁铁芯管 |
| CN104134469A (zh) * | 2014-07-01 | 2014-11-05 | 兰州大学 | 一种用于聚变反应加速器中子源的强流离子束加速管 |
| CN105355254A (zh) * | 2015-10-19 | 2016-02-24 | 中国科学院近代物理研究所 | 加速器运行在线连续可调圆孔限束光阑 |
| CN108271310A (zh) * | 2018-01-12 | 2018-07-10 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种后置磁镜场强流离子加速系统 |
-
2012
- 2012-03-14 CN CN2012200940441U patent/CN202496128U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103068142A (zh) * | 2012-12-26 | 2013-04-24 | 江苏达胜加速器制造有限公司 | 一种中间电极及应用该中间电极的加速管 |
| CN103068139A (zh) * | 2012-12-26 | 2013-04-24 | 江苏达胜加速器制造有限公司 | 一种用于加速器的扫面磁铁芯管 |
| CN104134469A (zh) * | 2014-07-01 | 2014-11-05 | 兰州大学 | 一种用于聚变反应加速器中子源的强流离子束加速管 |
| CN105355254A (zh) * | 2015-10-19 | 2016-02-24 | 中国科学院近代物理研究所 | 加速器运行在线连续可调圆孔限束光阑 |
| CN108271310A (zh) * | 2018-01-12 | 2018-07-10 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种后置磁镜场强流离子加速系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN202496128U (zh) | 一种用于加速强流离子束的高电压加速管 | |
| AU2020200901B2 (en) | Passive compound strong-ionization discharging plasma lightning rejection device | |
| CN1879187B (zh) | 模块化的x射线管以及制造这种模块化的x射线管的方法 | |
| CN107318213A (zh) | 高电荷态离子的实验装置 | |
| RU2536126C2 (ru) | Вакуумнодуговой испаритель для генерирования катодной плазмы | |
| US11894212B2 (en) | Systems, devices, and methods for contaminant resistant insulative structures | |
| CN102484024B (zh) | 电子枪、真空处理装置 | |
| CN106057614A (zh) | 一种冷阴极潘宁离子源 | |
| CN106531600A (zh) | 一种孔形水冷电极引出系统负氢离子源的装置 | |
| CN110072325A (zh) | 一种强流离子高压静电加速管 | |
| Ueno et al. | Emittance measurements for optimum operation of the J-PARC RF-driven H− ion source | |
| CN113421809B (zh) | 辐照用x射线管及其剂量周向和轴向均匀分布调制方法 | |
| CN205944024U (zh) | 一种冷阴极潘宁离子源 | |
| CN108701575A (zh) | 用于x射线发射装置的靶组件和x射线发射装置 | |
| RU2323502C1 (ru) | Газоразрядная электронная пушка | |
| Bhattacharjee et al. | Development of electron guns for linacs and DC accelerator | |
| CN103068140B (zh) | 一种电子负载抑制型高压加速管 | |
| CN205992996U (zh) | 一种充氩气的电子束熔炼炉用电子枪室 | |
| RU2306683C1 (ru) | Плазменный электронный источник | |
| Mathias et al. | On the performance of high perveance electron guns | |
| JP2002168982A (ja) | 慣性静電閉じ込め装置 | |
| RU209633U1 (ru) | Вакуумная нейтронная трубка | |
| RU2773038C1 (ru) | Импульсный нейтронный генератор | |
| RU2733725C1 (ru) | Коллектор для СВЧ-прибора | |
| CN106231713A (zh) | 一种充氩气的电子束熔炼炉用电子枪室 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20121017 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |