KR101681000B1

KR101681000B1 - 전자빔 확산 단면 수정 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101681000B1
Application number: KR1020157037295A
Authority: KR
Inventors: 지앙 후앙; 밍우 판; 티아오친 유; 리게 장; 첸 주오; 준 양; 용치안 시옹; 카이펭 리우; 제랄드 에프. 우; 레이 카오
Original assignee: 화중과기대
Priority date: 2014-09-15
Filing date: 2014-10-17
Publication date: 2016-11-29
Also published as: JP6045756B2; US9767985B2; CN104217779A; KR20160032715A; CN104217779B; JP2016528683A; WO2015188554A1; US20160189914A1

Abstract

본 발명은 일의종 전자빔 확산 단면 수정 장치 및 그 방법을 제공하는바, 구체적으로: 2개조의 영구자성 철을 포함한다. 제1조 영구자성 철로 구성된 자기장이 전자빔을 근사한 타원형으로 확산시키고, 제2조 영구자성 철로 구성된 자기장은 전자빔 변두리에 대한 수정을 하여 근사한 직사각형을 형성한다. 4개의 종향 포지션 연결장치에 대한 조작을 통해 제1조 영구자성 철의 상, 하 마그네틱 요크를 그들 사이의 중심을 향해 동기화로 이동시키고, 타원형과 근사한 전자빔에 대한 1차 종향 압축을 하며, 이어서 제2조 영구자성 철의 상, 하 마그네틱 요크를 그들 사이의 중심을 향해 동기화로 이동시키고, 직사각형과 근사한 전자빔에 대해 전자빔 종향 사이즈가 80mm로 압축될 때까지 2차 종향 압축을 계속한다. 본 발명은 확산 후의 전자빔 종향 사이즈에 대한 합리한 압축을 통해 최고의 조사 균일도와 조사 효율을 보장하는 외에 종래의 티타늄 윈도우의 설정범위 내에서 유지할 수도 있다.

Description

전자빔 확산 단면 수정 장치 및 방법{ELECTRON BEAM DIFFUSION AND CROSS-SECTION SHAPING METHOD AND APPARATUS}

본 발명 전자빔 방사선 처리 기술영역에 관한 것으로서, 구체적으로 일종의 전자빔 확산 단면 수정 장치 및 방법에 관한 것이다.

방사선과 물질의 상호 작용을 이용하면 피조사 물질은 이온이나 격발을 발생하여 자유기를 형성, 그 물리성능 또는 화학성능의 변화를 발생하여 원하는 새로운 물질로 변하거나, 또는 생물체(미생물 등)이 회복 불가의 손실이나 파괴를 입게 하는 목적에 이른다. 방사 방법에 기반한 제품 처리를 통해 제품 성능을 개선할 수 있는바 이를 방사선 처리라고 한다. 방사선 처리는 전통적인 기계가공이나 열가공과 달리 고에너지 전자 또는 γ 방사선은 매우 강한 침투력을 구비하여 물질 내부까지 깊숙히 들어가 분자 층면에서 "가공"을 하는데 실제적으로 나노가공 기술이다. 가공자는 고에너지 방사선 및 그로 인한 고도의 활성화된 중간물질로 분자의 열운동이 아니고 기본상 열적 반응을 발생하지 않는다. 따라서 방사선 처리는 에너지 소모가 적고 잔류물질을 남기지 않으며 환경 오염이 적어 공업, 농업, 의학, 바이오, 환경보호 등 영역에서 점점 더 많이 이용되고 있다.

현재 방사선 처리에 사용되는 방사원에는 두 가지 유형이 있다. 한 가지류는 방사성 동위소, 예를 들면 코발트원이고, 다른 한 가지는 대전입자 가속기로 예들들면 전자 가속기 등이다. 전자 가속기의 장점은 에너지 양을 제어할 수 있는 점이다. 전자빔은 피조사 제품에 작용하는데 이용 효율이 높다. 방사성 폐기물을 처리할 문제가 없고 운행 정지시 전력을 소모하지 않는다. 전반 생산과정에서 소량의 오존을 발생하는 외에 거의 환경을 오염시키지 않는다. 때문에 전자 가속기는 방사선 처리에서 더 많은 업체들에서 사용할 추세이다.

전자 조사 가속기의 가속 후 전자빔 반점 지름은 통상적으로 1cm 정도이고, 전자빔 흐름 파워는 대체적으로 10-50 킬로와트 사이이며 100 킬로와트를 초과하는 전자빔 흐름도 있다. 전자빔 에너지는 이처럼 그다지 크지 않은 면적 범위에 집중되어 있는데 방사선 처리 제품에 직접 사용할 수는 없으며, 집중된 에너지는 쉽게 손상되거나 조사량이 불균형을 일으킬 수 있다. 때문에 전자빔이 가속기를 떠난 후 물체에 방사되기 전에 반드시 전자빔 분산 장치를 설치해야 한다. 현재 자석 스캐닝 방법을 적용하는데 자석은 일종 톱니파 전원에서 전기를 공급하는데 마치 TV 수상기의 행방향 스캐닝에서 전자빔을 횡방향으로 스캐닝 한 후 빔 아래 장치가 피조사 물체를 종향으로 끌어와 균일한 속도로 전자빔을 통과하는 것과 상당한바, TV 수상기 중의 프레임 스캐닝 역할과 같이 되도록 피조사 물체가 균일한 양을 접수하게 하여 상기 모순을 기본상 해결한다. 도 1(a)은 0.5 MeV에너지, 50 mA 강도의 가속기 자석 스캐닝 구조도이고, 도 1(b)은 스캐닝 원리 표시도이다.

하지만 전자빔 스캐닝 방식에는 아래와 같은 단점이 있다: 이 방식은 에너지를 소모할 뿐만 아니라 커다란 크기의 구조의 제품은 균일하게 조사를 받을 수 없다. 그리고 스캐닝 과정에서 불가피하게 백스캐닝이 발생하고, 이에 더하여 전동 속도와 스캐닝 빈도가 잘 맞물리지 않아 피조사 물체가 균일한 양을 받을 수 없게 한다.

본 출원인이 그 전에 신청한 중국특허 "방사선 처리에 사용되는 전자빔 확산 장치" 출원번호: ZL 201010532758.1은 이론적으로 전자빔 스캐닝 방식에 존재하는 기술 해결방안을 제공하였는바, 이 방안은 전력 드라이브가 필요 없이 전자빔을 균일하게 분산하여 피조사 제품에 조사될 수 있게 하였는데, 즉 구체적으로는 제1조 영구자성 철의 역할을 이용하여 전자빔을 균일하게 분산시키고, 제2조 영구자성 철은 분산된 전자빔의 가장자리에 대한 정형을 통해 실현한다. 하지만 이 방안은 실제 응용시 아래의 두 가지 방면의 문제가 존재한다.

(1) 출원인은 상기 특허에서 형성된 전자빔이 1000mm(길이)*400mm(너비)의 범위 내에 균일하게 조사됨을 발견하였다. 하지만 현재에 실제 응용에서 모든 전자빔은 모두 스캐닝 방식을 적용하는데, 스캐닝을 한 다음의 전자빔 종향 사이즈는 일반적으로 10mm 좌우로, 전자빔의 너비를 넓게 하기 위해 조사질량을 높이고 종향 스캐닝을 추가하였으나 단지 30mm로 늘어나는데 그쳤다. 따라서 현재 사용하는 티타늄 윈도우의 종향 사이즈는 일반적으로 100mm 이내지만 상기 특허 "방사선 처리에 사용되는 전자빔 확산 장치"와 대응되는 스캐닝 종향 너비는 400mm이다. 만약 이 방안을 적용할 경우 빔 아래 장치는 반드시 큰 설비 개조를 거쳐야 하는바 이는 종래의 방사선 처리 생산의 보급과 응용에 장애요소로 된다.

(2) 전자빔은 균일하게 분포되도록 하여 에너지 집중으로 인해 제품이 훼손되고 조사량이 불균일한 현상을 면할 것을 요구한다. 상기 특허의 전자빔은 자극으로 구성된 자기장에 대한 횡향 초점분산과 종향 초점집중을 통해 흩어지는데 오직 자기장의 균일성을 보장해야 만이 전자빔의 균일성도 보장할 수 있다. 하지만 자기장의 균일성을 보장하는 문제는 상기 특허에서 기재하지 않았다.

CN 102097150A US 7026636B2

본 발명은 방사선 처리에 사용되는 전자빔 확산 장치의 결함을 극복하기 위해 일종의 전자빔 확산 단면 수정장치를 제공하는바 그 목적은 확산 후의 전자빔의 종향 사이즈에 대한 합리한 압축을 통해 그 종향 사이즈를 80mm로 되게 하여 최고의 조사 균일도와 조사 효율을 보장하는 외에 종래의 티타늄 윈도우의 설정범위 내에서 유지되게 하기 위함이다.

일종 전자빔 확산 단면 수정장치로 2개조의 영구자성 철을 포함한다. 제1조 영구자성 철에는 4개의 자극을 포함하며, 이 4개의 자극은 짝을 지어 상, 하 마그네틱 요크 위에 고정되고, 서로 마주하고 인접한 자극 극성은 상반되며, 이 4개의 자극으로 구성된 자기장은 전자빔을 종향으로 잡아당기고 횡향으로 압축하여 전자빔을 근사한 타원형으로 확산한다. 제2조 영구자성 철은 8개의 자극을 포함하며, 8개의 자극은 짝을 지어 상, 하, 좌, 우 마그네틱 요크 위에 고정되고, 서로 마주하고 인접한 자극 극성은 상반되며, 이 8개의 자극으로 구성된 자기장은 흩어진 전자빔 가장자리에 대한 수정을 하여 직사각형을 형성한다.

또한, 4개의 종향 포지션 연결장치(four vertical positioning connection mechanism)를 포함한다. 제1조 영구자성 철의 상하 마그네틱 요크(yokes)의 양끝은 각각 한 개의 종향 포지션 연결장치를 통해 좌, 우 마그네틱 요크 위에 설치되고, 제2조 영구자성 철의 상, 하 마그네틱 요크의 양끝은 각각 한 개의 종향 포지션 연결장치를 통해 좌, 우 마그네틱 요크 위에 설치되며, 4개의 종향 포지션 연결장치에 대한 조작을 통해 제1조 영구자성 철의 상, 하 마그네틱 요크를 그들 사이의 중심을 향해 동기화로 이동시키고, 타원형과 근사한 전자빔에 대한 1차 종향 압축을 하며, 이어서 제2조 영구자성 철의 상, 하 마그네틱 요크를 그들 사이의 중심을 향해 동시에 이동시키고, 직사각형과 근사한 전자빔에 대해 2차 종향 압축을 한 후, 1차 종향 압축조작전자빔 종향 사이즈가 80mm로 압축될 때까지 반복한다.

바람직하게는, 또한 동일측 마그네틱 요크와 인접한 자극 사이에 방치된 서포트 블럭을 포함하여 두 인근 자극 극성은 상반됨으로 인해 서로 흡인하여 자극의 각도가 가운데로 치우치는 것을 방지하는데 사용된다.

바람직하게는 아래를 포함한다:

제1조 영구자성 철의 4개의 마그네틱 요크를 연결하여 형성된 4개의 꼭지점과 제2조 영구자성 철의 4개의 마그네틱 요크를 연결하여 형성된 4개의 꼭지점을 일일이 대응되게 연결하는데 사용하는 네 갈래 슬라이딩 막대, 그 중 한 조의 영구자성 철은 나사축를 상대로 고정되고, 다른 한 조의 영구자성 철은 나사축를 따라 상하로 이동하며, 이를 통해 제1조 영구자성 철과 제2조 영구자성 철 사이의 간격을 조절한다. 그리고 제1조 영구자성 철과 제2조 영구자성 철 사이 거리 고정에 사용되는 더블 너트 나사축 잠금장치을 포함한다.

바람직하게는 상술한 마그네틱 요크 표면에 자극 단면 사이즈와 넉넉하게 맞물리는 설치 홈을 가공하여 자극을 위치하는데 사용하고, 자극 자체의 마그네틱 요크에 대한 흡력을 통해 그에 대한 기본적인 고정을 하며, 아울러 알루미늄 합금 고정틀로 이를 단단히 고정한다.

바람직하게는 설치 홈과 자극 사이에 넣는 와셔도 포함한다.

바람직하게는 상술한 종향 포지션 연결장치의 실현방식은: 좌 또는 우 마그네틱 요크 위에 상, 하 띠 모양의 뚫린 구멍을 설치하여 상, 하 마그네틱 요크의 단부를 놓는데 사용하고, 나사못을 통해 마그네틱 요크 구멍 내에 고정하며, 구멍 벽 위에는 눈금을 표시하여 버니어 캘리퍼스로 상, 하 마그네틱 요크 위치를 확정한다.

본 발명는 또한 일종 전자빔 확산 단면 수정방법을 제공하는 바, 그 목적은 확산후의 전자빔의 종향 사이즈에 대한 합리한 압축을 통해 종향 사이즈를 80mm로 되게 하여 최고의 조사 균일도와 조사 효율을 보장하는 외에 종래의 티타늄 윈도우의 설정범위 내에서 유지하기 위함이다.

일종의 전자빔 확산 장치에 기반한 전자빔 확산 단면 수정방법으로 상술한 전자빔 확산 장치 2 개조의 영구자성 철을 포함하며, 제1조 영구자성 철에는 4개의 자극을 포함하며, 이 4개의 자극은 짝을 지어 상, 하 마그네틱 요크 위에 고정되고, 서로 마주하고 인접한 자극 극성은 상반되며, 이 4개의 자극으로 구성된 자기장은 전자빔을 종향으로 잡아당기고 횡향으로 압축하여 전자빔을 근사한 타원형으로 확산한다. 제2조 영구자성 철은 8개의 자극을 포함하며, 8개의 자극은 짝을 지어 상, 하, 좌, 우 마그네틱 요크 위에 고정되고, 서로 마주하고 인접한 자극 극성은 상반되며, 이 8개의 자극으로 구성된 자기장은 흩어진 전자빔 가장자리에 대한 수정을 하여 근사한 직사각형을 형성한다.

이 방법은 구체적으로:

제1조 영구자성 철의 상, 하 마그네틱 요크를 그들 사이의 중심을 향해 동시에 이동시켜 타원형과 근사한 전자빔에 대한 1차 종향 압축을 하고, 제2조 영구자성 철의 상, 하 마그네틱 요크를 그들 사이의 중심을 향해 동시에 이동시켜 직사각형과 근사한 전자빔에 대해 2차 종향 압축을 한후 1차 종향 압축과 2차 종향 압축조작을 반복하여 전자빔 종향 사이즈가 80mm로 압축될 때까지 계속한다.

본 발명의 기술 효과는 다음에서 구현된다:

본 발명은 2 개조의 영구자성 철을 적용하여 전자빔을 균일하게 분산시키고 정형 및 종향 압축을 통해 전자빔 종향 사이즈를 80mm로 되게 하여 한편으로는 초고의 조사 균일도 및 조사 효율을 보장하고, 다른 한편으로는 종래의 티타늄 윈도우의 한정 범위 내에 있도록 유지하면서 종래의 조사 가속기 빔 아래 장치구조를 변경하지 아니하는 상황에서 직접 종래의 통용되는 전자빔 스캐닝 설비를 대체하여 전자빔 가공 장비를 업그레이드할 수 있다. 장치는 전반적으로 전력 소모가 없고 구조가 간단하며 제조 가격이 저렴하고 설치가 편리하며 실용성이 좋다.

본 발명의 비능동 전자빔 확산 설비를 사용하여 현재 광범위하게 적용하고 있는 전자빔 스캐닝 장치를 대체할 경우 스캐닝 전원을 사용할 필요가 없어 전기를 절약할 수 있음은 물론, 전원 설비 고장으로 인한 부가 원가 및 저효율 운행 단점을 극복할 수 있으며 동시에 티타늄 막이 훼손되는 가능성을 줄여 근본적으로 전자빔이 되돌아가는 것을 방지함으로써 전자빔 가공 제품 품질을 보장할 수 있다.

도 1은 스캐닝 자석 표시도이며, 도면 (a)은 스캐닝 자석 구조도, 도 1(b)은 스캐닝 자석 원리 표시도이다.
도 2는 본 발명의 전체적 구조도이며, 도 2(a)는 정면도, 도 2(b)는 측면도이다.
도 3은 본 발명 부분 본체 구조도, 도 3(a)은 제1조 영구자성 철 정면도, 도 3(b)은 제1조 영구자성 철 측면도, 도 3(c)은 2조 영구자성 철 정면도, 도면 (d)은 2조 영구자성 철 측면도이다.
도 4는 본 발명의 자극 마그네틱 요크 조립구조 단면도이다.
도 5는 본 발명의 종향 포지션 연결구조 표시도이다.
도 6은 본 발명의 2 개조의 자석 간격 조절 표시도이다.
도 7은 본 발명의 가속기 실제 설치구조 표시도, 도 7(a)은 정면도, 도 7(b)은 측면도이다.
도 8은 본 발명을 0.5MeV 가속기에 응용할 경우의 전자가 영구자성 철을 통해 확산된 후 방사 물체에서의 분포 표시도이다.
도 9는 본 발명을 0.3MeV 가속기에 응용할 경우의 전자가 영구자성 철을 통해 확산된후 방사 물체에서의 분포 표시도이다.

본 발명의 목적, 기술방안 및 장점을 더 뚜렷이 설명하고자 아래에 첨부도면 및 실시예와 결부하여 본 발명에 대한 구체적 기술을 하기로 한다. 이해해야 할 점은 아래에 설명한 구체적 실시예는 오직 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 그외 아래에서 설명하는 본 발명의 각 실시 방식과 관련한 기술 특징은 상호간 충돌이 없는 한 상호 조합을 할 수 있다.

본 발명은 종래의 방사선 처리에서 사용되는 전자빔 확산 장치에 대한 개선을 통해 본 발명의 기술 목적에 이른다. 종래의 방사선 처리에 사용되는 전자빔 확산 장치에는 2개조의 영구자성 철을 포함하며, 제1조 영구자성 철(I)에는 4개의 자극(15, 16, 17, 18)을 포함하고, 이 4개의 자극은 짝을 지어 상, 하 마그네틱 요크(12, 14) 위에 고정되며, 서로 마주하고 인접한 자극 극성은 상반되는데 본 조의 자석의 역할은 바로 전자빔을 종향으로 잡아 당기고 횡향으로 압축하여 근사한 타원형으로 확산하는 것이다. 제2조 영구자성 철(II)에는 8개의 자극(25-32)이 포함되고, 8개의 자극은 짝을 지어 상, 하, 좌, 우 마그네틱 요크 위에 고정되며, 서로 마주하고 인접한 자극 극성은 상반되며, 이 8개의 자극으로 구성된 자기장은 흩어진 전자빔 가장자리에 대한 수정을 통해 근사한 직사각형을 형성한다.

본 발명의 배경기술에서 설명한 바와 같이 상술한 종래의 전자빔 확산 장치가 얻는 전자빔과 대응되는 스캐닝 박스 종향 너비는 400mm 이상으로 현재 사용하고 있는 티타늄 윈도우의 100mm 이내 종향 사이즈에 적용할 수 없다. 따라서 전자빔의 종향 사이즈에 대한 압축을 실시해야 한다. 하지만 다른 한면으로 현재 사용중인 스캐닝 자석은 스캐닝 전원의 제한을 받기에 최대로 종향 사이즈를 35mm까지 스캐닝 할 수 있고, 더 클 경우 스캐닝 균일도에 엄중한 영향을 주게된다. 때문에 구체적 응용에서 되도록 최종 조사 너비를 확대해야 한다. 종래의 스캐닝 박스 사이즈와 티타늄 막 구조 요소를 종합 고려하여 전자빔의 종향 사이즈를 80mm로 압축하기로 확정한다. 이렇게 하면 티타늄 윈도우 면적을 최대한 활용할 수 있고, 종래의 가속기 설비에 대한 변경이 필요 없을 뿐만 아니라 조사 균일도 및 조사 효율 역시 최고를 실현할 수 있다.

전자빔의 종향 사이즈에 대한 압축을 실현하기 위해 본 발명은 제1조 영구자성 철을 이용하여 전자빔을 균일하게 분산한 후 빔 다발 1차 종향 압축을 한다. 제2조 영구자성 철을 이용하여 흩어진 전자빔의 가장자리에 대한 정형을 하고, 바람직하게는 빔 다발에 대해 2차 종향 압축을 하여 80mm로 되게 한다. 도 2 및 3을 참고하면 구체 실현 방식은 아래와 같다:

제1조 영구자성 철(I)의 상, 하 마그네틱 요크(12, 14) 양끝은 각각 종향 포지션 연결장치를 통해 좌, 우 마그네틱 요크(11, 13) 위에 설치하고, 상, 하, 좌, 우 마그네틱 요크(11-14)는 직사각형을 에워 싼다. 우선 제1조 영구자성 철을 이용하여 전자빔을 균일하게 분산시키고 다음 이 연결 장치를 조작하여 상, 하 마그네틱 요크를 동시에 길이방향으로 직사각형 중심에 접근시켜 상하 자극 사이 간격을 단축하고 종향 자기장의 크기를 줄임으로써 빔 다발에 대한 1차 종향 압축을 실현한다.

제2조 영구자성 철(II)의 상, 하 마그네틱 요크(22, 24)의 양끝은 각각 종향 포지션 연결장치를 통해 좌, 우 마그네틱 요크(21, 23) 위에 설치하고, 상, 하, 좌, 우 마그네틱 요크(21-24)는 직사각형을 에워싼다. 우선 제2조 영구자성 철의 본 조 자석으로 형성된 자기장을 이용하여 타원형의 가장자리에 대해 수정하여 근사 직사각형을 형성한다. 다음 연결 장치를 조작하여 상, 하 마그네틱 요크를 동시에 길이방향으로 직사각형 중심에 접근시켜 상하 자극 사이의 간격을 줄이고, 빔 다발에 대한 2차 종향 압축을 실현한다.

본 발명 중 제1조 영구자성 철과 제2조 영구자성 철을 결부시켜 반복으로 조절하고 조율을 통해 빔 다발 종향 압축이 80mm까지 될 때까지 지속한다. 본 발명은 제1조 영구자성 철을 위주로 하고 제2조 영구자성 철을 보조로 하여 협력을 통해 종향 압축을 완성한다. 이는 전자빔이 제1조 영구자성 철을 통과할 때 종향에서 압축되기 때문이며 볼록렌즈 원리와 유사하다. 전자빔을 제2조 영구자성 철까지 확산한 후 그 운동 방향 및 속도는 제2조 영구자성 철의 영향을 적게 받게 된다.

상, 하 마그네틱 요크가 직사각형 중심에 접근할 때 동기에 길이방향으로 이동하여 전자빔이 시시각각 압축장치 중심에 놓이게 함으로써 최종 확산 빔 다발이 균일한 확산 효과에 이를수 있도록 보장해야 한다.

본 발명장치의 자극 설치와 조절은 도 4와 같다. 자극 가공, 자화 오차와 마그네틱 요크 가공공법, 설치 오차가 존재하기에 동일 측의 두 자극중 중심과 가까운 단면은 동일 수평면 위에 놓이지 않아 영구자성 철에서 발생하는 자기장이 그 중심에서의 분포가 균일하지 않고, 이 때문에 전자빔 확산의 불균형을 초래하여 최종적으로 확산 단면이 설계 요구를 만족할 수 없는 불량한 결과가 나타날 수 있다. 본 발명은 마그네틱 요크(12) 위에 자극 단면 사이즈와 넉넉하게 맞물리는 설치 홈을 가공하고 자극(15)을 설치홈 내에 넣은 후 자극 자체의 마그네틱 요크 흡력을 통해 이를 기본적으로 고정한다. 다음으로 알루미늄 합금 고정틀(35)로 더 견고하게 고정한다. 알루미늄 합금 틀(35)는 나사못(37)으로 마그네틱 요크(12) 위에 견고하게 고정한다.

본 발명은 또한 동일한 마그네틱 요크측의 인근 자극 사이에 철제 서포트 블럭(36)을 넣어 두 인근 자극의 극성은 상반되어 서로 흡인함으로 인해 자극이 중간으로 기우는 꼭지점 문제를 방지하여 자기장이 일치하게 중앙에 맞추어 지는 기술 효과를 볼 수 있다. 자석 사이의 자력이 매우 크기에 자극 외부의 알루미늄 합금 고정틀 중간에 철제 서포트 블럭(36)을 넣어 자극이 흡력에 의해 각도가 기우는 것을 방지한다.

자극(15)이 수직 마그네틱 요크(12) 방향 위에서의 위치를 조절하기 위해 홈 내부에 1mm, 2mm, 5mm 등 다양한 두께의 소프트 와셔(38)을 넣는데 그 재질은 마그네틱 요크와 동일하다. 자극(15)과 마그네틱 요크(12) 자체 흡력 역시 매우 크기 때문에 자석을 빼내는데 편리토록 하기 위해 홈 밑분에 나사산 구멍을 뚫는다.

도 5에 따른 2개조의 영구자성 철의 종향 포지션 연결장치의 실현방식은: 상, 하 마그네틱 요크를 조절 마그네틱 요크로 하고, 좌, 우 마그네틱 요크를 고정 마그네틱 요크로 한다. 고정 마그네틱 요크 위에 띠 모양의 구멍을 가공한 후 조절 마그네틱 요크 양측을 그 속에 넣을 수 있다. 다시 나사못을 통해 두 개의 마그네틱 요크 상대 위치를 고정하고 조절시 나사를 느슨히 한 후 조절 마그네틱 요크를 지정한 위치로 이동한 후 버니어 캘리퍼스로 상대 위치를 확정한다. 이와 같은 조절 방식의 정밀도는 0.1mm이고 양 변의 조절 범위는 30mm이다.

도 6의 표시와 같이 본 발명 제1조 자석의 4개의 꼭지점와 제2조 자석의 4개의 꼭지점는 슬라이딩 막대(39)를 통해 일일히 대응하며 연결된다. 구체 실현 방식은: 도면부호 '41' 은 고정대로 이를 제2조 자석 위에 고정하고 슬라이딩 막대(39)와 제1조 자석을 통해 연결한다. 베어링(40)은 제1조 자석을 이동하여 포지셔닝을 하는 역할을 한다.

사용시 8극 철 플랫폼은 고정 상태에 있게 되고, 4극 철 플랫폼은 네갈래 직선 슬라이딩 막대(39)를 통해 평행 이동을 실현한다. 네갈래 슬라이딩 막대(39)는 4개의 고정대(41)를 통해 8극 철 위에 고정되고, 제2조 영구자성 철의 4개의 각에 4개의 베어링(40)을 설치하며, 베어링을 슬라이딩 막대 위에 연결한 후 상하로 자유로운 이동이 가능하게 한다. 8극 철 플랫폼 양측에는 두 개의 나사축(42)이 있고 제1조 영구자성 철과 제2조 영구자성 철을 연결한다. 나사축은 더블 너트 잠금장치(43)에 의해 고정되어 2개조의 자석 사이의 거리를 고정한다. 이와 같은 조절 방식의 정밀도는 0.1mm에 도달할 수 있고 조절 범위는 50mm이다. 매우 좋은 조절 정밀도를 구비하여 전자빔 확산이 균일한 기술 효과에 이를 수 있다.

도 7은 본 발명의 조사 가속기 설치 구조도이다. 본 발명에서 가속기의 스캐닝실 위치에 직접 설치하여 스캐닝 자석에 대한 교체를 실현할 수 있다. 본 발명에서 또한 종향 압축장치 아래의 스탠드(44)를 통해 포지셔닝을 실현할 수도 있다. 스탠드 하부는 스캐닝 박스(45)의 나사못을 통해 견고하게 연결되고 상부 표면은 마찬가지로 자석과 견고하게 연결되어 자석의 중심과 스캐닝 박스의 중심이 중합되는 역할을 하여 조절 정밀도가 높고 안정적인 기술 효과에 이를 수 있다.

본 발명중 0.3MeV, 0.5MeV 조사 가속기에서의 응용 효과를 실시예로 본 발명의 역할을 구체적으로 설명한다. 0.5MeV 가속기 전자빔의 본 발명 경과시의 빔 다발 지름은 15mm이고, 전자빔은 전통 스캐닝 자석을 통과한 후, 횡향과 종향 스캐닝을 포함하여 티타늄 막 위치에서 전저빔을 스캐닝 한 후의 사이즈는: 650mm(길이)*35mm(너비). 이 전자빔은 비능동 단면 종향 압축기능이 있는 전자빔 확산 장치를 통과한 후 전자빔의 확산은 티타늄 윈도우 위치에서의 사이즈가 780mm(길이)*80mm(너비)에 도달할 수 있다. 종래의 스캐닝 방식에 비해 조사 너비와 길이를 크게 연장한 것으로 된다.

도 8과 도 9는 각각 본 발명을 0.5MeV, 0.3MeV 가속기에 응용할 경우, 전자가 영구자성 철을 통해 확산된 후 방사 물체에서 균일하게 분포되는 표시도이다. 도면에서 알 수 있듯이 본 발명은 미세조절을 통해 다양한 에너지의 가속기에 아주 잘 적용되어 전자빔을 800mm(길이)*80mm(너비) 범위내 까지 확산할 수 있다.

본 발명이 속한 기술자라면 쉽게 이해할 수 있는바 이상에서 언급한 내용은 오직 본 발명에서의 비교적 이상적인 실시예에 불과하며 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다. 본 발명의 정신과 원칙하에서의 임의의 변경, 동등한 교체와 개선 등은 모두 본 발명의 보호 범주에 속해야 할 것이다.

I: 제1조 영구자성 철 II: 제2조 영구자성 철
11, 13: 좌, 우 마그네틱 요크 12, 14: 상, 하 마그네틱 요크

Claims

전자빔 확산 단면 수정장치로 2개조의 영구자성 철을 포함하며,
제1조 영구자성 철에는 4개의 자극을 포함하며, 상기 4개의 자극은 짝을 지어 상, 하 마그네틱 요크 위에 고정되고, 서로 마주하고 인접한 자극 극성은 상반되며, 상기 4개의 자극으로 구성된 자기장은 전자빔을 종향으로 잡아당기고 횡향으로 압축하여 전자빔을 타원형으로 확산하며,
제2조 영구자성 철은 8개의 자극을 포함하며, 8개의 자극은 짝을 지어 상, 하, 좌, 우 마그네틱 요크 위에 고정되고, 서로 마주하고 인접한 자극 극성은 상반되며, 상기 8개의 자극으로 구성된 자기장은 전자빔 가장자리에 대한 수정을 하여 직사각형을 형성하며,
4개의 종향 포지션 연결장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하며,
제1조 영구자성 철의 상, 하 마그네틱 요크의 양끝은 각각 한 개의 종향 포지션 연결장치를 통해 좌, 우 마그네틱 요크 위에 설치되고,
제2조 영구자성 철의 상, 하 마그네틱 요크의 양끝은 각각 한 개의 종향 포지션 연결장치를 통해 좌, 우 마그네틱 요크 위에 설치되며,
상기 마그네틱 요크측의 인접한 자극 사이에 위치되는 서포트 블럭을 포함하여 두 인근 자극 극성은 상반됨으로 인해 서로 흡인하여 자극의 각도가 가운데로 치우치는 것을 방지하는데 사용되며,
상기 제1조 영구자성 철의 4개의 마그네틱 요크를 연결하여 형성된 4개의 꼭지점와 제2조 영구자성 철의 4개의 마그네틱 요크를 연결하여 형성된 4개의 꼭지점를 일일이 대응되게 연결하는데 사용하는 네갈래 슬라이딩 막대를 포함하며, 그 중 한조의 영구자성 철은 슬라이딩 막대를 상대로 고정되고, 다른 한조의 영구자성 철은 슬라이딩 막대를 따라 상하로 이동하며, 이를 통해 제1조 영구자성 철과 제2조 영구자성 철 사이의 간격을 조절하며,
상기 제1조 영구자성 철과 제2조 영구자성 철 사이 거리 고정에 사용되는 더블 너트 나사축 잠금장치를 포함하며,
상기 4개의 종향 포지션 연결장치에 대한 조작을 통해 제1조 영구자성 철의 상, 하 마그네틱 요크를 그들 사이의 중심을 향해 동시에 이동시키고, 타원형의 전자빔에 대한 1차 종향 압축을 하며, 이어서 제2조 영구자성 철의 상, 하 마그네틱 요크를 그들 사이의 중심을 향해 동시에 이동시키고, 직사각형의 전자빔에 대해 2차 종향 압축을 한 후, 종향 압축조작을 반복하여 전자빔 종향 사이즈가 80mm로 압축될 때까지 계속하는 것을 특징으로 하는 전자빔 확산 단면 수정장치.
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제1항에 있어서,
상기 마그네틱 요크 표면에 자극 단면 사이즈와 맞물리는 설치 홈을 가공하여 자극을 위치하는데 사용하고, 자극 자체의 마그네틱 요크에 대한 흡력을 통해 그에 대한 기본 고정을 하며, 이에 더하여 알루미늄 합금 고정틀로 이를 더 단단히 고정하는 것을 특징으로 하는 전자빔 확산 단면 수정장치.
제4항에 있어서,
상기 설치 홈과 자극 사이에 넣는 와셔를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 확산 단면 수정장치.
제1항에 있어서,
상기 종향 포지션 연결장치의 연결방식은,
좌 또는 우 마그네틱 요크 위에 상, 하 띠 모양의 뚫린 구멍을 설치하여 상, 하 마그네틱 요크의 단부를 위치시키는데 사용하고, 나사못을 통해 마그네틱 요크 구멍 내에 고정하며, 구멍벽 위에는 눈금을 표시하여 버니어 캘리퍼스로 상, 하 마그네틱 요크 위치를 확정하는 것을 특징으로 하는 전자빔 확산 단면 수정장치.
제1항 및 제4항 내지 제6항의 어느 한 항에 의한 전자빔 확산 단면 수정장치를 이용한 전자빔 확산 단면 수정방법으로서,
상기 제1조 영구자성 철의 상, 하 마그네틱 요크를 그들 사이의 중심을 향해 동시에 이동시켜 타원형의 전자빔에 대한 1차 종향 압축을 하며,
상기 제2조 영구자성 철의 상, 하 마그네틱 요크를 그들 사이의 중심을 향해 동시에 이동시켜 직사각형의 전자빔에 대해 2차 종향 압축을 한 후, 1차 종향 압축과 2차 종향 압축조작을 반복으로 실시하여 전자빔 종향 사이즈가 80mm로 압축될 때까지 계속하는 것을 특징으로 하는 전자빔 확산 단면 수정 장치를 이용한 전자빔 확산 단면 수정방법.