PL231603B3 - Method and the linear electron accelerator, producing bi-energetic cyclic X-ray radiation pulses with adjustable energy amount and switchable time sequence - Google Patents
Method and the linear electron accelerator, producing bi-energetic cyclic X-ray radiation pulses with adjustable energy amount and switchable time sequenceInfo
- Publication number
- PL231603B3 PL231603B3 PL418073A PL41807316A PL231603B3 PL 231603 B3 PL231603 B3 PL 231603B3 PL 418073 A PL418073 A PL 418073A PL 41807316 A PL41807316 A PL 41807316A PL 231603 B3 PL231603 B3 PL 231603B3
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- high voltage
- output
- microwave
- amplitude
- microwave power
- Prior art date
Links
Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest sposób i liniowy akcelerator elektronów wytwarzający dwuenergetyczne cykliczne impulsy promieniowania X o regulowanej wielkości energii i przełączanej sekwencji czasowej stanowiący zgłoszenie dodatkowe do patentu głównego Nr. 219823, zapewniający zwiększoną skuteczność wykrywania materiałów niebezpiecznych przewożonych przez pojazdy wielogabarytowe poruszające się ze zwiększoną szybkością lub w sytuacjach gdy pojazdy w ruchu wypełnione są całkowicie materiałami różnego asortymentu o różnych liczbach atomowych.The subject of the invention is a method and a linear electron accelerator generating bi-energy cyclic X-ray pulses with an adjustable amount of energy and a switched time sequence, constituting an additional application to the main patent No. 219823, providing increased efficiency in the detection of hazardous materials transported by large-size vehicles moving at increased speed or in situations where the vehicles in motion are completely filled with materials of various assortments with different atomic numbers.
Opisany w patencie głównym 219823 pracujący impulsowo liniowy akcelerator elektronów z przełączaną cyklicznie energią zapewnia prześwietlanie pojazdów w ruchu dwiema energiami wiązki promieniowania X w trakcie jednego przejazdu. Szybkość skanowania pojazdów w ruchu zależy od maksymalnej częstotliwości powtarzania impulsów promieniowania X, która wynosi 400 impulsów na sekundę. Jak pokazano na fig. 1a liniowy akcelerator elektronów według patentu głównego zapewnia prześwietlanie pojazdu w ruchu dwiema energiami 4 MeV i 6 MeV przełączanymi z częstotliwością nie przekraczającą 400Hz wynikającą z ograniczeń parametrycznych magnetronu zastosowanego według patentu głównego 219823 jako źródło mocy mikrofalowej zasilającej strukturę przyspieszającą liniowego akceleratora elektronów. Magnetron zasilany jest z przyporządkowanego mu modulatora impulsami wysokiego napięcia o regulowanych wartościach amplitudy, czasu trwania, częstotliwości powtarzania zaprogramowanych w komputerze sterującym. Zmiana wyjściowej mocy mikrofalowej opiera się na zastosowaniu mikrofalowego sprzęgacza czteroportowego, w którym sygnał wyjściowy po podziale na dwie części jest kierowany do dzielników falowodowych posiadających zainstalowane na końcach tunery ferrytowe z cewkami indukcyjnymi zasilanymi zgodnie z komputerowym układem kontroli zmian zasilania. Sterowana różnica faz fali mocy wielkiej częstotliwości na ramionach dzielnika mocy mikrofalowej zapewnia regulację mocy mikrofalowej dostarczanej do struktury przyspieszającej a w konsekwencji płynną regulację energii impulsów promieniowania energii X. Według patentu głównego źródłem elektronów jest diodowa wyrzutnia elektronów z bezpośrednio żarzoną katodą wolframową. Elektrony uzyskują swoją prędkość początkową na skutek podania impulsów wysokiego napięcia pomiędzy rozgrzaną katodę i anodę z modulatora zasilającego wysokiego napięcia sterowanego przez komputer nastaw amplitudy czasu trwania i częstotliwości powtarzania impulsów, który umożliwia zmianę amplitudy wysokiego napięcia oraz czasu trwania impulsu, jak również liczby emitowanych elektronów zapewniając w ten sposób zmianę prądu wiązki promieniowania X.The pulse linear electron accelerator described in the main patent 219823 with cyclically switched energy provides x-raying of vehicles in motion with two energies of the X-ray beam during one pass. The scanning speed of moving vehicles depends on the maximum repetition frequency of the X-ray pulses, which is 400 pulses per second. As shown in Fig. 1a, the linear electron accelerator according to the main patent provides x-raying a vehicle in motion with two energies 4 MeV and 6 MeV switched with a frequency not exceeding 400 Hz resulting from the parametric limitations of the magnetron used according to the main patent 219823 as a source of microwave power supplying the accelerating structure of the linear electron accelerator . The magnetron is powered from the modulator assigned to it with high voltage pulses with adjustable values of amplitude, duration and repetition frequency programmed in the control computer. The change of the microwave output power is based on the use of a four-port microwave coupler, in which the output signal, after dividing into two parts, is directed to waveguide dividers with ferrite tuners installed at the ends with induction coils powered in accordance with a computer power supply change control system. The controlled phase difference of the high-frequency power wave on the arms of the microwave power divider ensures the control of the microwave power supplied to the accelerating structure and, consequently, the smooth control of the energy of the pulses of the X-ray energy. According to the main patent, the electron source is a diode electron gun with a directly heated tungsten cathode. The electrons gain their initial velocity by applying high voltage pulses between the heated cathode and the anode from a computer-controlled high voltage modulator, setting the amplitude of the duration and frequency of the pulse repetition, which allows the high voltage amplitude and pulse duration to be changed, as well as the number of electrons emitted to ensure thus changing the X-ray beam current.
Celem wynalazku stanowiącego zgłoszenie dodatkowe do patentu głównego Nr. 219823 jest uzupełnienie sposobu i konstrukcji liniowego akceleratora elektronów, polegające na wytworzeniu regulowanych wieloskokowych zmian energii w czasie trwania każdego z cyklicznych impulsów promieniowania X, zapewniające skrócenie czasu skanowania pojazdów w ruchu i w konsekwencji zwiększenie przepustowości urządzenia skanującego wielkogabarytowe pojazdy w ruchu.The object of the invention constituting an additional application to the main patent no. 219823 is a supplement to the method and design of the linear electron accelerator, consisting in the generation of regulated multi-step energy changes during each of the cyclic X-ray pulses, ensuring a reduction in the scanning time of moving vehicles and, consequently, an increase in the capacity of the scanning device for large-size vehicles in motion.
Istota sposobu wytwarzania dwuenergetycznych, cyklicznych impulsów promieniowania X o regulowanej wielkości energii i przełączanej sekwencji czasowej w liniowym akceleratorze elektronów stanowiącego zgłoszenie dodatkowe do patentu głównego Nr. 219823, w którym według patentu głównego sygnał zaprogramowanych w komputerze sterującym nastaw wartości amplitudy, czasu trwania, częstotliwości powtarzania impulsów jest podawany na wejście modulatora impulsów wysokiego napięcia zasilającego magnetron, po czym moc mikrofalowa z wyjścia magnetronu w postaci impulsów o regulowanych wartościach amplitudy czasu trwania częstotliwości powtarzania jest podawana przez pierwszą prowadnicę falowodową do pierwszego i kolejno do drugiego portu mikrofalowego czteroportowego cyrkulatora mocy mikrofalowej, po czym przez drugą prowadnicę falowodową jest na pierwsze ramię poziome oraz ramię pionowe czteroramiennego dzielnika mocy mikrofalowej a następnie jest podawana na dwa ramiona poziome zakończone przesuwnikami fazowymi o różnym przesunięciu fazowym w postaci tunerów ferrytowych sterowanych z układu napięcia zasilającego mikrokontrolera sterowanego zaprogramowaną wartością amplitudy impulsów z komputera sterującego, po czym powstała różnica mocy mikrofalowej jest przesyłana przez ramię pionowe dzielnika mocy mikrofalowej oraz przez trzecią prowadnicę mikrofalową do obciążenia stałego a suma mocy mikrofalowej jest przesyłana zwrotnie kolejno przez pierwsze ramie poziome dzielnika mocy mikrofalowej, drugą prowadnicę falowodową do drugiego i trzeciego portu mikrofalowego czteroportowego cyrkulatora mocy mikrofalowej z którego przez czwartą prowadnicę falowodową zasila biperiodyczną strukturę przyspieszającą, przy czym część mocy mikrofalowej odbitej od wejścia zasilającego biperiodycznej struktury przyspieszającej jest transportowana zwrotnie kolejno przez trzeci, czwarty port mikrofalowy oraz piątą prowadnicę falowodowąThe essence of the method of generating bi-energy cyclic X-ray pulses with an adjustable amount of energy and a switched time sequence in a linear electron accelerator constituting an additional application to the main patent No. 219823, in which, according to the master patent, the signal of the amplitude, duration, pulse repetition frequency settings programmed in the control computer is fed to the input of the high voltage pulse modulator supplying the magnetron, and then the microwave power from the magnetron output in the form of pulses with adjustable amplitude frequency duration is fed through the first waveguide guide to the first and successively to the second microwave port of the four-port microwave power circulator, then through the second waveguide guide it is fed to the first horizontal arm and the vertical arm of the four-arm microwave power divider, and then it is fed to two horizontal arms ended with phase shifters with different phase shift in the form of ferrite tuners controlled from the microcontroller supply voltage system controlled by the programmed pulse amplitude value from the control computer, then the power difference was created The microwave power is transmitted through the vertical arm of the microwave power divider and through the third microwave power guide to a constant load, and the sum of the microwave power is sent back successively through the first horizontal frame of the microwave power divider, the second waveguide guide to the second and third microwave ports of the four-port microwave power circulator from which through the fourth The waveguide guide feeds the biperiodic accelerating structure, with a portion of the microwave power reflected from the feed input of the biperiodic accelerating structure being returned successively through the third, fourth microwave port and the fifth waveguide guide
PL 231 603 B1 do obciążenia wodnego według wynalazku polega na tym, że sygnał zaprogramowanych nastaw wartości amplitudy, czasu trwania częstotliwości powtarzania impulsów z komputera jest podawany jednocześnie na wejście modulatora wysokiego napięcia przez mikroprocesor nastaw amplitudy a z wyjścia pierwszego modulatora wysokiego napięcia jest podawane na katodę triodowej wyrzutni elektronów biperiodycznej struktury przyspieszającej wysokie napięcie stałe o wartości 10-20 KV, przy czym wejście drugie modulatora wysokiego napięcia jest zasilane przemiennie przez n-pozycyjny element przełączający korzystnie dwupozycyjny element przełączający, napięciem o zróżnicowanych wartościach uzyskanych z n połączonych równolegle, korzystnie dwóch połączonych równolegle generatorów wysokiego napięcia o zróżnicowanych wartościach napięcia wyjściowego ustalanych przez mikroprocesor nastaw amplitudy sterowany przez komputer sterujący zawierający zaprogramowane wartości nastaw amplitudy, czasu trwania i częstotliwości powtarzania, po czym na siatkę triodowej wyrzutni elektronów biperiodycznej struktury przyspieszającej liniowego akceleratora elektronów w czasie trwania każdego cyklicznego impulsu promieniowania X są podawane z wyjścia drugiego modulatora wysokiego napięcia impulsy wysokiego napięcia o zróżnicowanych wartościach amplitud.For the water load according to the invention consists in that the signal of the programmed amplitude setting values, pulse repetition frequency duration from the computer is simultaneously fed to the input of the high voltage modulator through the amplitude setting microprocessor and from the output of the first high voltage modulator it is fed to the triode cathode of the electron gun of a biperiodic structure accelerating a high DC voltage of 10-20KV, the second input of the high voltage modulator is alternately powered by an n-position switching element, preferably a two-position switching element, with a voltage with different values obtained from n parallel connected, preferably two parallel connected generators high voltage with different values of the output voltage determined by the microprocessor of the amplitude settings controlled by the control computer containing programmed values of the amplitude settings, duration and repetition frequency, and high voltage pulses of varying amplitude are fed from the output of the second high voltage modulator to the grid of the biperiodic accelerator structure of the linear electron accelerator during each cyclic X-ray pulse.
Istota liniowego akceleratora elektronów wytwarzającego dwuenergetyczne impulsy promieniowania X o regulowanej wielkości energii impulsów oraz o przełączanej sekwencji czasowej stanowiącego rozwiązanie dodatkowe do patentu głównego Nr. 219823, w którym według patentu głównego katoda magnetronu jest połączona z modulatorem impulsów wysokiego napięcia, którego wejście jest połączone z wyjściem programowanych nastaw amplitudy, czasu trwania i częstotliwości powtarzania impulsów komputera sterującego a wyjście mocy magnetronu jest połączone przez pierwszą prowadnicę falowodową z pierwszym i kolejno z drugim portem mikrofalowego, czteroportowego cyrkulatora mocy mikrofalowej, który przez drugą prowadnicę mikrofalową jest połączony z pierwszym, poziomym ramieniem oraz drugim pionowym ramieniem dzielnika mocy, który jest ponadto połączony przez trzecią prowadnicę falowodową z obciążeniem stałym, przy czym ramiona poziome dzielnika mocy mikrofalowej są zakończone przesuwnikami fazowymi o różnym przesunięciu w postaci tunerów ferrytowych połączonych z układem zasilającym mikrokontrolera połączonego z wyjściem zaprogramowanych nastaw amplitudy komputera sterującego, poza tym trzeci port mikrofalowy jest połączony przez czwartą prowadnicę falowodową z wejściem zasilającym biperiodycznej struktury przyspieszającej liniowego akceleratora elektronów zakończonej tarczą konwersji oraz wyposażonej w wyrzutnię elektronów według wynalazku polega na tym, że wyjście zaprogramowanych nastaw amplitudy, czasu trwania i częstotliwości powtarzania impulsów komputera sterującego jest połączone przez mikroprocesor nastaw amplitudy z pierwszym wejściem modulatora wysokiego napięcia, którego wyjście wysokiego napięcia stałego jest połączone z katodą triodowej wyrzutni elektronów biperiodycznej struktury przyspieszającej przy czym drugie wejście modulatora wysokiego napięcia jest połączone przez n-pozycyjny element przełączający, korzystnie dwupozycyjny element przełączający z wyjściami n połączonych równolegle, korzystnie dwóch połączonych równolegle generatorów wysokiego napięcia i o zróżnicowanych wartościach napięcia wyjściowego, których wejścia są połączone przez mikroprocesor nastaw amplitudy z wyjściem komputera sterującego zawierającego zaprogramowane wartości nastaw amplitudy, czasu trwania, częstotliwości powtarzania impulsów a drugie wyjście modulatora wysokiego napięcia jest połączone z siatką triodowej wyrzutni elektronów struktury przyspieszającej liniowego akceleratora elektronów.The essence of a linear electron accelerator generating bi-energy X-ray pulses with an adjustable pulse energy amount and a switched time sequence, constituting an additional solution to the main patent no. 219823, in which according to the main patent the magnetron cathode is connected to a high voltage pulse modulator, the input of which is connected to the output of the programmable settings of the amplitude, duration and repetition frequency of the pulses of the control computer and the power output of the magnetron is connected via the first waveguide to the first and subsequently to the a second port of a microwave four-port microwave power circulator, which is connected via a second microwave guide to the first horizontal arm and a second vertical arm of the power divider, which is further connected via a third waveguide guide with a constant load, the horizontal arms of the microwave power divider terminated with shifters phase with different shift in the form of ferrite tuners connected to the power supply system of the microcontroller connected to the output of the programmed amplitude settings of the control computer, besides, the third microwave port is connected by the fourth the waveguide guide with the supply input of the biperiodic accelerating structure of the linear electron accelerator, terminated with a conversion disc and equipped with an electron gun according to the invention, consists in the fact that the output of the programmed settings of the amplitude, duration and frequency of repetition of pulses of the control computer is connected by a microprocessor of amplitude settings with the first input of the high modulator the high voltage direct voltage output of which is connected to the cathode of the triode electron gun of the biperiodic accelerating structure, the second input of the high voltage modulator being connected via an n-position switching element, preferably a two-position switching element with the outputs of n parallel connected, preferably two parallel connected high voltage generators and with different values of the output voltage, the inputs of which are connected by the amplitude setting microprocessor with the computer output, controlling The ego containing the programmed setting values for amplitude, duration, pulse repetition rate, and the second output of the high voltage modulator is connected to the triode electron gun grid of the linear electron accelerator accelerator structure.
Zastosowanie według zgłoszenia dodatkowego wieloskokowych zmian energii w trakcie trwania pojedynczych impulsów dwuenergetycznych promieniowania X, zapewnia skrócenie czasu skanowania pojazdów i w konsekwencji zwiększenie przepustowości urządzenia skanującego. Ponadto skanowanie wieloma energiami pozwala na identyfikację materiałów na podstawie zmiany pochłanialności wiązki promieniowania na różne materiały, w zależności od wartości liczby atomowej, przy czym prawdopodobieństwo prawidłowego rozróżniania skanowanych materiałów zależy od wielkości odstępu między energiami. Wynalazek stanowiący zgłoszenie dodatkowe do patentu głównego Nr. 219823 został objaśniony w oparciu o rysunek na którym fig. 1a przedstawia przebiegi czasowe dwuenergetycznych impulsów promieniowania X liniowego akceleratora elektronów według patentu głównego Nr. 219823, fig. 1b przedstawia przebiegi czasowe impulsów promienia X z akceleratora elektronów z zaznaczonymi dwiema zmianami energii w czasie ich trwania, fig. 1c przedstawia przebiegi czasowe impulsów promienia X z akceleratora elektronów z wieloma zmianami energii w czasie trwania każdego z impulsów, a fig. 2 przedstawia schemat blokowo-ideowy liniowego akceleratora elektronów wytwarzającegoAccording to the application, the application of the additional multi-step energy changes during the duration of single dual energy pulses of X-rays ensures a reduction of the scanning time of vehicles and, consequently, an increase in the throughput of the scanning device. In addition, multi-energy scanning allows the identification of materials based on the change in the absorbency of the radiation beam to different materials, depending on the atomic number value, the probability of correctly distinguishing the scanned materials depends on the size of the energy gap. The invention constituting an additional application to the main patent no. 219823 is explained with reference to the drawing in which Fig. 1a shows the time histories of the bi-energy X-ray pulses of the linear electron accelerator according to the main patent no. 219823, Fig. 1b shows the timing of X-ray pulses from an electron accelerator with two energy changes during their duration marked, Fig. 1c shows the timing of the X-ray pulses from an electron accelerator with multiple energy changes during each pulse, and Fig. 2 shows the block-schematic diagram of a linear generating electron accelerator
PL 231 603 B1 dwuenergetyczne impulsy promieniowania o regulowanej wielkości energii i przełączanej sekwencji czasowej zapewniającego wytwarzanie regulowanych, wieloskokowych zmian energii w czasie trwania każdego z impulsów promieniowania X.There are two energy pulses of radiation with an adjustable amount of energy and a switched time sequence to ensure the production of regulated, multi-jump energy variations over the duration of each of the X-ray pulses.
Według zgłoszenia dodatkowego, w liniowym akceleratorze elektronów przedstawionym na fig. 2 zastosowana jest biperiodyczna struktura przyspieszająca 1 typu π/2 o fali stojącej zapewniająca wytworzenie przykładowo trzech energii promieniowania X o wartościach 4 MeV, 6 MeV, 9 MeV. Jako źródło wielkiej częstotliwości stosuje się magnetron 5 wyposażony w elektromagnes połączony ze stabilizowanym zasilaczem prądowym 6. Katoda magnetronu 5 jest połączona z modulatorem 7 impulsów wysokiego napięcia w przedziale 30kV - 40kV, którego wejście sterujące jest połączone z wyjściem programowanych wartości nastaw amplitudy, czasu trwania, częstotliwości powtarzania impulsów komputera sterującego 19, zapewniających ustawianie w modulatorze 7 wartości amplitudy, czasu trwania, częstotliwości powtarzania impulsów wysokiego napięcia zasilających magnetron 5. Wyjście mocy magnetronu 5 jest połączone przez pierwszą prowadnicę falowodową 8” z pierwszym portem mikrofalowym 10 czteroportowego cyrkulatora 9 mocy mikrofalowej. Kolejny drugi port mikrofalowy 11 czteroportowego cylkulatora 9 mocy mikrofalowej jest połączony przez drugą prowadnicę mikrofalową δ' z pierwszym ramieniem poziomym A dzielnika mocy mikrofalowej 12, który zawiera cztery odcinki falowodowe tworzące trzy ramiona poziome A, B, C oraz jedno ramię pionowe D. Ramię pionowe D dzielnika mocy mikrofalowej 12 jest połączone przez trzecią prowadnicę falowodową 8”' z obciążeniem stałym 14 a ramiona poziome B i C dzielnika mocy mikrofalowej 12 są zakończone przesuwnikami fazowymi o różnym przesunięciu fazowym w postaci tunerów ferrytowych 13' i 13” zawierających rdzenie ferrytowe z cewkami indukcyjnymi zasilanymi regulowanym sygnałem z układu napięcia zasilającego 20 mikrokontrolera 18 połączonego z wyjściem zaprogramowanych nastaw wielkości amplitudy impulsów z komputera sterującego 19. Z uwagi na przesyłanie dużych wartości mocy mikrofalowej, dzielnik mocy mikrofalowej 12 posiada układ kontroli temperatury 21 wyposażony w czujniki temperatury sygnalizujące wzrost temperatury mogący niekorzystnie wpływać na zmianę impedancji fazowych tunerów ferrytowych 13' i 13” zaburzającej stabilność podziału mocy mikrofalowej między ramiona A i D dzielnika mocy mikrofalowej 12. Zarówno układ kontroli temperatury 21 z czujnikami temperatury, jak i układ napięcia zasilającego 20 sterujący cewkami indukcyjnymi tunerów ferrytowych 13' i 13” stanowią podzespoły mikrokontrolera 18, którego wejście jest połączone z wyjściem programowanych nastaw amplitudy impulsów komputera sterującego 19. Poza tym, trzeci port mikrofalowy czteroportowego cyrkulatora 9 mocy mikrofalowej jest połączony przez czwartą prowadnicę falowodową 8IV z wejściem zasilającym biperiodyczną strukturę przyspieszającą 1 liniowego akceleratora elektronów, zakończoną tarczą konwersji 2 oraz wyposażoną według zgłoszenia dodatkowego w niepokazaną na rysunku triodową wyrzutnię elektronów 3, przy czym czwarty port mikrofalowy 16 czteroportowego cyrkulatora 9 mocy mikrofalowej, jest połączony przez piątą prowadnicę falowodową 8V z obciążeniem wodnym 17. Katoda K triodowej wyrzutni elektronów 3 jest połączona z wyjściem WY1 modulatora wysokiego napięcia 4, którego wejście WE1 jest połączone przez mikroprocesor 23 kontroli nastaw z wyjściem zaprogramowanych nastaw wartości amplitudy, czasu trwania, częstotliwości powtarzania impulsów komputera sterującego 19.According to the additional application, a biperiodic π / 2 standing wave accelerating structure 1 is used in the linear electron accelerator shown in Fig. 2 to produce, for example, three X-ray energies of 4 MeV, 6 MeV, 9 MeV. A magnetron 5 equipped with an electromagnet connected to a stabilized current power supply 6 is used as a high-frequency source. The cathode of the magnetron 5 is connected to a modulator of 7 high voltage pulses in the range 30kV - 40kV, the control input of which is connected to the output of programmed values of amplitude and duration settings, pulse repetition rates of the control computer 19, ensuring the amplitude, duration, and high voltage repetition frequency values of the magnetron 5 supplying the magnetron 5 are set in the modulator 7. The power output of the magnetron 5 is connected via a first waveguide 8 "to the first microwave port 10 of the four-port microwave power circulator 9. Another second microwave port 11 of the four-port microwave power cylinder 9 is connected by a second microwave guide δ 'to the first horizontal arm A of the microwave power divider 12, which includes four waveguide segments forming three horizontal arms A, B, C and one vertical arm D. Vertical arm D of the microwave power divider 12 is connected by a third 8 "waveguide guide with a constant load 14 and the horizontal arms B and C of the microwave power divider 12 are terminated with phase shifters with different phase shifts in the form of 13 'and 13" ferrite tuners containing ferrite cores with coils inductive, powered by a regulated signal from the supply voltage system 20 of the microcontroller 18 connected to the output of the programmed settings of the pulse amplitude from the control computer 19. Due to the transmission of high microwave power values, the microwave power divider 12 has a temperature control system 21 equipped with temperature sensors sy signaling the temperature increase that may adversely affect the change of phase impedance of 13 'and 13 "ferrite tuners, disturbing the stability of the microwave power distribution between the arms A and D of the microwave power divider 12. Both the temperature control system 21 with temperature sensors and the supply voltage system 20 controlling the inductors 13 'and 13 "ferrite tuners are components of the microcontroller 18, the input of which is connected to the output of the programmable pulse amplitude settings of the control computer 19. Moreover, the third microwave port of the four-port microwave power circulator 9 is connected through the fourth 8 IV waveguide guide with the input supplying the biperiodic structure accelerator 1 of the linear electron accelerator, terminated by a conversion target 2 and equipped, according to the additional application, with a triode electron launcher 3, not shown in the drawing, the fourth microwave port 16 of the four-port microwave power circulator 9 being p connected by the fifth 8V waveguide guide with water load 17. The cathode K of the triode electron launcher 3 is connected to the output WY1 of the high voltage modulator 4, whose input IN1 is connected by a setting control microprocessor 23 with the output of programmed settings of amplitude, duration, pulse repetition frequency control computer 19.
Drugie wejście WE2 modulatora wysokiego napięcia 4 jest połączone przez wielopozycyjny element przełączający P, przykładowo dwupozycyjny element przełączający P z wyjściami n połączonych równolegle generatorów 22', 22”, 22n wysokiego napięcia, przykładowo dwóch generatorów 22”, 22” wysokiego napięcia, których wejścia są połączone przez mikroprocesor kontroli nastaw 23 z wyjściem komputera sterującego 19.The second input WE2 of the high voltage modulator 4 is connected via a multi-position switching element P, for example a two-position switching element P with the outputs of n high voltage generators 22 ', 22 ", 22 n connected in parallel, for example two high voltage generators 22", 22 ", whose inputs are connected by the setting control microprocessor 23 to the output of the control computer 19.
Według wynalazku stanowiącego zgłoszenie dodatkowe wyrzutnia elektronów 3 jest otwierana przez podanie impulsu napięcia o wartości ustalanej w mikroprocesorze kontroli nastaw 23, na wejście jednego z generatorów wysokiego napięcia 22', 22”... 22n przełączanego wielopozycyjnym przełącznikiem P, powodując uwolnienie elektronów zgromadzonych w obszarze wyznaczonym przez katodę K i siatkę S o wartości proporcjonalnej do wielkości napięcia podanego z modulatora 4 impulsów wysokiego napięcia. Ilość elektronów, które w trakcie trwania impulsu z modulatora wysokiego napięcia 4 są wstrzykiwane do biperiodycznej struktury przyspieszającej 1, a następnie uderzają w tarczę konwersji 2, wpływa na wartość intensywności generowanego promieniowania X a poprzez zmianę obciążenia biperiodycznej struktury przyspieszającej 1 na energię generowanego promieniowania X. W trybie pracy cyklicznej mikroprocesor kontroli nastaw 23 programuje generatory wysokiego napięcia 22”, 22”... 22n wartościami odpowiadającymi kolejnym wartościom generowanych wiązek promieniowania oraz ustala sekwencję przełączania wielopozycyjnego przełącznika P tak, aby kolejno emitowane wiązki energiiAccording to the invention, which constitutes the additional application, the electron launcher 3 is opened by applying a voltage pulse with a value determined in the setting control microprocessor 23, to the input of one of the high voltage generators 22 ', 22 "... 22 n, switched with a multi-position switch P, causing the release of electrons stored in the area defined by the cathode K and the grid S with a value proportional to the voltage applied from the high voltage pulse modulator 4. The number of electrons which, during the pulse from the high voltage modulator 4, are injected into the biperiodic accelerating structure 1 and then hit the conversion target 2, affects the intensity of the generated X-rays, and by changing the load of the biperiodic accelerating structure 1 into the energy of the generated X-rays. In the cyclic operation mode, the setting control microprocessor 23 programs the high voltage generators 22 ", 22" ... 22 with n values corresponding to the successive values of the generated radiation beams and sets the switching sequence of the multi-position P switch so that the energy beams are emitted successively
PL 231 603 B1 generowane przez biperiodyczną strukturę przyspieszającą 1 były zgodne z wartościami energii oczekiwanymi przez komputer sterujący 19. Programowanie generatorów wysokiego napięcia 22', 22”... 22 przez mikroprocesor kontroli nastaw 23 polega na zapisaniu w nich wartości napięcia sterującego, czasu trwaniu impulsu, korelacji generowanego impulsu z impulsem poprzedzającym i impulsem następującym.The PL 231 603 B1 generated by the biperiodic accelerating structure 1 were consistent with the energy values expected by the control computer 19. Programming of the high voltage generators 22 ', 22 "... 22 by the setting control microprocessor 23 consists in recording the control voltage value, pulse, correlation of the generated pulse with the preceding pulse and the following pulse.
Jak pokazano na fig. 1b liniowy akcelerator elektronów według zgłoszenia dodatkowego emituje w jednym impulsie promieniowania X dwie energie 4 MeV i 6 MeV, co umożliwia uzyskanie 400 linii obrazu pojazdu na 1 sek. o energii pierwszej 4 MeV i 400 linii obrazu pojazdu na 1 sek. o energii drugiej 6 MeV, dzięki czemu czas skanowania ulega skróceniu o połowę natomiast naprzemienna emisja impulsów o dwóch energiach wiązki promieniowania X 4Mev/6MeV w jednym impulsie oraz energia 6Mev/9Mev w impulsie kolejnym umożliwia obserwację dwóch obrazów kolorowych tego samego pojazdu przy dwóch różnych energiach co zapewnia pełną penetrację wypełnionego w całości pojazdu w ruchu przy polepszonych parametrach obrazu.As shown in Fig. 1b, the linear electron accelerator of the additional application emits two energies of 4 MeV and 6 MeV in one X-ray pulse, which makes it possible to obtain 400 lines of the vehicle image per 1 sec. with the energy of the first 4 MeV and 400 lines of the vehicle image for 1 sec. with a second energy of 6 MeV, thanks to which the scanning time is reduced by half, while the alternating emission of pulses with two energies of the X-ray beam 4Mev / 6MeV in one pulse and the energy of 6Mev / 9Mev in the next pulse enables the observation of two color images of the same vehicle at two different energies which ensures full penetration of a fully filled vehicle in motion with improved image parameters.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL418073A PL231603B3 (en) | 2016-07-24 | 2016-07-24 | Method and the linear electron accelerator, producing bi-energetic cyclic X-ray radiation pulses with adjustable energy amount and switchable time sequence |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL418073A PL231603B3 (en) | 2016-07-24 | 2016-07-24 | Method and the linear electron accelerator, producing bi-energetic cyclic X-ray radiation pulses with adjustable energy amount and switchable time sequence |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL418073A3 PL418073A3 (en) | 2018-01-29 |
| PL231603B3 true PL231603B3 (en) | 2019-03-29 |
Family
ID=61006999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL418073A PL231603B3 (en) | 2016-07-24 | 2016-07-24 | Method and the linear electron accelerator, producing bi-energetic cyclic X-ray radiation pulses with adjustable energy amount and switchable time sequence |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL231603B3 (en) |
-
2016
- 2016-07-24 PL PL418073A patent/PL231603B3/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL418073A3 (en) | 2018-01-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108781501B (en) | Hybrid standing/traveling wave linear accelerator for providing accelerated charged particles or radiation beams | |
| US9326366B2 (en) | Intra pulse multi-energy method and apparatus based on RF linac and X-ray source | |
| US7110500B2 (en) | Multiple energy x-ray source and inspection apparatus employing same | |
| US8803453B2 (en) | Accelerator system stabilization for charged particle acceleration and radiation beam generation | |
| US10015874B2 (en) | Hybrid standing wave linear accelerators providing accelerated charged particles or radiation beams | |
| WO1998028951A2 (en) | Cw particle accelerator with low particle injection velocity | |
| CN102577633A (en) | Interleaving multi-energy X-ray energy operation of a standing wave linear accelerator using electronic switches | |
| RU2584695C2 (en) | Methods for adjustment of standing wave accelerator and acceleration systems | |
| EP2736307A1 (en) | X-ray generating device and method for controlling x-ray generating device | |
| EP2164306B1 (en) | High brightness x-ray generating device and method | |
| US8716958B2 (en) | Microwave device for accelerating electrons | |
| US20160379793A1 (en) | Beam focusing and accelerating system | |
| Corlett | Next generation light source R&D and design studies at LBNL | |
| CA2776279C (en) | Accelerator and method for actuating an accelerator | |
| PL231603B3 (en) | Method and the linear electron accelerator, producing bi-energetic cyclic X-ray radiation pulses with adjustable energy amount and switchable time sequence | |
| Urschütz et al. | Beam dynamics and first operation of the sub-harmonic bunching system in the CTF3 injector | |
| EP2693848A1 (en) | X-ray generating apparatus and method of controlling x-ray generating apparatus | |
| PL219823B1 (en) | Method for smooth change of power in linear electron accelerators based on the fast ferrite tuners and linear electron accelerator with the possibility of fast power switching | |
| KR102407598B1 (en) | Grid pulse control apparatus and method, linear accelerator using the apparatus | |
| JP2013047616A (en) | Electron beam irradiation apparatus and electron beam irradiation system | |
| Fukuda et al. | Generation of multi-bunch beam with beam loading compensation by using rf amplitude modulation in laser undulator compact x-ray (LUCX) | |
| RU2570172C1 (en) | Method of control of parameters of radiation of phased antenna array on basis of klystron microwave generator | |
| PL218303B1 (en) | Method of manufacturing dual-energy, X-radiation cyclic pulses and the dual-energy electron linear accelerator | |
| Moogooei et al. | Parameter measurement and optimization for a 3/6 dual-energy electron linear accelerator with industrial and inspection applications | |
| Giribono | 6D Phase space optimisation for high brightness electron beams in RF linacs as drivers for high brilliance inverse compton X and Y ray sources |