CN2938701Y - 花瓣形辐照加速器 - Google Patents
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Abstract
花瓣形辐照加速器涉及高频发射机技术，是针对现有加速器缺乏两种功能的问题而设计的。其设计要点是在同一台花瓣形辐照加速器上，设置两个引出口，即得到四档不同能量和不同功率的电子束和X射线束；辐照加速器呈花瓣形，由加速腔、高频功率源、电子枪、聚焦透镜、回转磁铁、扫描系统、控制系统、束流诊断系统、真空系统、冷却水系统组成，并加之连接；加速腔的幅向电场平行于地面，电子束的轨道平面也平行于地面。解决了大功率高效率加速器现存的技术问题。优点是穿透能力强，照射时间短，对环保无潜在的危险，无废料处理。既有电子束输出，又有X射线输出，适用于医疗用品的消毒，食品的灭菌、保鲜；高分子材料的交联、降解应用。
Description
技术领域
本实用新型属于民用非动力核技术领域，涉及高频发射机、高频谐振腔、电子束加速及轨道精密控制、高精度磁铁、纳秒电子束、大体积高真空技术。
背景技术
目前，医疗用品的消毒，食品的灭菌、保鲜；高分子材料的交联、降解，都需要电子束辐照或钴60辐照。前者的缺点是穿透能力差，后者的缺点是照射时间长，并且对环保有潜在的危险，废料处理成本高。如果能研制出一种大功率高效率、既有电子束输出，又有X射线输出的加速器，就能避免两者的缺点，涵盖两者的优点。而具备这两种功能的加速器迄今尚未面世。
发明内容
本实用新型针对现有加速器缺乏两种功能的问题，目的是提供一种较为理想的花瓣形辐照加速器，使其能解决大功率高效率加速器现存的技术问题。本实用新型的目的是通过如下的技术方案来实现的。
一种花瓣形辐照加速器，该加速器以同轴谐振腔的辐向电场来加速电子束，以回转磁铁控制电子束轨道，在电子束出口处插入靶，即有X射线输出，其特征在于同一台花瓣形辐照加速器上，设置两个引出口，即得到四档不同能量和不同功率的电子束和X射线束；辐照加速器呈花瓣形，由加速腔、高频功率源、电子枪、聚焦透镜、回转磁铁、扫描系统、控制系统、束流诊断系统、真空系统、冷却水系统组成，并加之连接；加速腔的幅向电场平行于地面，电子束的轨道平面也平行于地面。
所述的高频功率源选定为107.5MHz，采用四极管；电子枪采用栅控型，引出电压为80kV，脉冲工作，脉冲宽度1.5ns，脉冲流强100mA；回转磁铁共九组，束流穿过加速腔十次；每组磁铁由三块磁铁组成，使束流偏转198°。
所述的加速腔的外直径：高＝1.2～1.5：0.8～1.3，内表面覆以具有良好导电性能的金属层或金属镀层；腔内设有频率自动调节装置和相位自动调节系统的采样装置。
所述的加速腔的外直径为1.83米，高为1.5米。
本实用新型的优点是穿透能力强，照射时间短，对环保无潜在的危险，无废料处理。具有大功率高效率、既有电子束输出，又有X射线输出，是较为理想的一种加速器。适用于医疗用品的消毒，食品的灭菌、保鲜；高分子材料的交联、降解应用。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中1、电子枪，2、聚焦透镜，3、回转磁铁，4、加速腔。图中的两个圆圈代表同轴谐振加速腔的内、外导体。
图2是本实用新型实施方式示意图。
图中5、加速器，6、扫描盒，7、传输线产品，8、传输线，9、电子束出口，10、扫描磁铁，11、弯转磁铁。
具体实施方式
以下结合附图将实施例作进一步描述。如图1、图2所示，花瓣形辐照加速器5的加速腔4由金属材料焊而成或选用高频加速腔，其外直径为1.83米，高为1.5米。内表面覆以具有良好导电性能的金属层或金属镀层。腔内设有频率自动调节装置和相位自动调节系统的采样装置。电子枪1采用栅控型，引出电压为80kV，脉冲工作，重复频率107.5MHz，脉冲宽度1.5ns，脉冲流强100mA。回转磁铁3共九组，束流穿过加速腔4十次。每组磁铁由三块磁铁组成，使束流偏转198°。三块磁铁的参数和配置除了保证所需的偏转角以外，还满足π变换、消色散、小包络的要求。九组磁铁的机械尺寸完全一样，不同的电子能量对应于不同的励磁电流。当励磁电流为0，电子不被弯转，则成为电子束出口9。为了保证同步加速，束流从加速腔4中心出发再回到腔中心的路程应等于βλ，β是电子速度与光速之比，λ是高频波长(2.788米)。当电子能量为80keV时，β＝0.5；当电子能量达到3MeV时，β＝0.99。不难算出，当电子能量达到3MeV以后，束流从加速腔中心出发再回到腔中心的路程应等于2.788米，回转磁铁3或弯转磁铁11的布设是因受长度的限制。电子束引出后，扫描磁铁10对束流进行±18度扫描，扫描频率50次/秒，保证剂量的均匀性达到±5％。扫描盒6末端有一金属薄膜窗口。用X射线来辐照，并在窗外插入一重金属靶，利用高能电子的韧致辐射得到X射线。为保证加速腔内的真空度优于1×10-6托，电子枪区域真空度优于1×10-7托，在腔底装一500升/秒离子泵，在电子枪附近装一20升/秒离子泵。加速腔的工作温度定为45±1度，内外导体都装有冷却水通道。所辐照的传输线产品7经传输线8输送，辐照后的传输线产品，如医疗用品的得以消毒，食品得到灭菌、保鲜；高分子材料的交联、降解性能良好。
Claims (4)
1、一种花瓣形辐照加速器，该加速器以同轴谐振腔的辐向电场来加速电子束，以回转磁铁控制电子束轨道，在电子束出口处插入靶，即有X射线输出，其特征在于同一台花瓣形辐照加速器上，设置两个引出口，即得到四档不同能量和不同功率的电子束和X射线束；辐照加速器呈花瓣形，由加速腔(4)、高频功率源、电子枪(1)、聚焦透镜(2)、回转磁铁(3)、扫描系统、控制系统、束流诊断系统、真空系统、冷却水系统组成，并加之连接；；加速腔的幅向电场平行于地面，电子束的轨道平面也平行于地面。
2、根据权利要求1所述的花瓣形辐照加速器，其特征在于该加速器的高频功率源选定为107.5MHz，采用四极管；电子枪(1)采用栅控型，引出电压为80kV，脉冲工作，脉冲宽度1.5ns，脉冲流强100mA；回转磁铁(3)共九组，束流穿过加速腔(4)十次；每组磁铁由三块磁铁组成，使束流偏转198°。
3、根据权利要求1所述的花瓣形辐照加速器，其特征在于加速腔(4)的外直径∶高＝1.2～1.5∶0.8～1.3，内表面覆以具有良好导电性能的金属层或金属镀层；腔内设有频率自动调节装置和相位自动调节系统的采样装置。
4、根据权利要求1所述的花瓣形辐照加速器，其特征是所述的加速腔(4)的外直径为1.83米，高为1.5米。
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2006
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