加速器原理介绍演示教学
电子直线加速器系统
五、微波传输系统
微波传输系统由真空窗(陶瓷窗)、吸收负载、定向耦合器、微波传输元 件等组成。
要求:各部件能承受额定功率和驻波比。 参数:1)频率:2856.25MHZ
2)平均功率:8Kw 3)驻波比:<1.05 4)测损耗:主要是真空窗的损耗 5)耦合度 6)系统通带 注意事项: (1)平均功率 (2)充气:低于额定值,则会出现打火现象 (3)连接安装时要拧紧,否则会出现漏气 (4)开机时注意微波渗漏
电子直线加速器基础培训
——原理及各系统介绍
2014年1月
一、基本概念
电子加速器及分类
电子加速器是一种使用人工方法使电子在真空中受磁场力控制、电
场力加速而达到高能量的电磁装置。 电子加速器是一种复杂的技术装备,综合了电子加速器原理、电磁场理
论、高电压、微波、磁铁、电源、电气电子、自动控制、传热学、机械设计 和加工、真空、束流诊断与测量、剂量测量、辐射防护等多个领域的综合科 学技术。
四、微波功率源
电子直线加速器系统
微波功率源由固态源、速调管和调制器组成。固态源提供给速调管微波 信号。调制器给速调管提供灯丝电流和高压脉冲,同时供给电子枪所需的60KV的脉冲高压。速调管是一种周期性的调制电子注的速度来实现振荡或放 大功能的微波电子管,它放大来自固态源的微波信号(脉冲功率大于100W) 至脉冲功率3.5MW以上。三者之间的结构关系见下图所示:
注意事项:
1)阴极不允许长期暴露在大气中 2)电子枪工作于温度限制状态
电子直线加速器系统
一、电子枪
1、20KW电子枪主要参数指标
参数名称
符号
标称值
最大值
说明
阳极电压(脉冲)Va脉 Nhomakorabea宽度τ
工作比
D
50KV 16μs 1.0%
55KV
钛泵电压
VTi
4.5KV
5KV
2、注意事项
a)管内不能含有氟(F2)、氯(Cl2)、氧 (O2)、一氧化碳(CO)、二氧化硫 (SO2)和水蒸汽(H2O)等对阴极有害的气体,即使是较低的压强也会引起阴极中毒 ,轻微的中毒也会引起束流的不稳定。
电子直线加速器的应用范围很广,目前,主要用于医疗器械和卫生用品的辐 照消毒灭菌、食品辐照保鲜、粮食灭虫、进出口食品检验检疫、中成药灭菌、抗 生素降解、环境保护、半导体器件改性、化工新产品开发等。
第二节 电子加速器及分类
二、基本结构
电子加速器主要包括:电子枪、加速结构、导向聚焦系统、束流输运系 统和高频功率源或高压电源五个基本部分。如下图所示:
六、真空系统
电子直线加速器系统
真空系统由电子枪、加速管(包括输入、输出耦合器)、束流输出系统 (包括输出X、Y导向,束流感应圈,漂移管)、扫描窗、离子泵及软波导、 抽空管道和超高真空阀门组成。
真空系统能够保障加速器电子枪电子的正常发射、加速器束流的正常传 输,确保加速腔体与微波部件在高功率微波信号作用下不被击穿。
b)整机电源系统中要有阴极发射电流的监测装置,随时判断电子枪的阴极发射是否 正常,这对故障的分析和判断极为有利。
c)整机电源系统要具备在发生打火以及钛泵电流过流时,高压能自动切断的功能。
d)在工作状态下,严禁阴极暴露大气,否则会造成电子枪的永久性损坏。
二、加速管
第五节 电子直线加速器系统
海维加速器采用精心设计的盘荷波导加速管,采用行波加速原理,利用 射频场加速电子。 主要参数:
加速器真空系统要求离子泵必须每天24小时不间断工作,即使加速器未 正常出束也要求如此。供电时必须考虑到这一点。
工作真空度应高于5×10-6Pa。
电子直线加速器系统
七、恒温系统
恒温系统由恒温和水冷系统组成。恒温水工作温度要求38℃±0.5℃, 总流量5.5吨/小时。水冷系统采用循环蒸馏水进行冷却。
恒温系统供给定量恒温循环蒸馏水使加速管恒温,并冷却加速器主要发 热部件,确保加速器达到额定的技术指标,使之长期稳定安全可靠地工作。
一、基本概念
电子直线加速器及原理
C:/Users/lenovo/Desktop/1.gif是电子加速器中的一种类型,它是
带电粒子在高频电场加速下,沿直线轨道传输的加速器装置。电子直线加速器是 利用微波加速电子,电子能量一般都较高(>5MeV),输出功率在几千瓦到几 十千瓦。由于辐照安全的限制,工业辐照电子直线加速器的最高能量一般定为 10MeV。
电子直线加速器系统
八、充气系统
充气系统使用的是六氟化硫气体,其作用:1)提高微波绝缘强度,防 止打火;2)利于速调管输出陶瓷窗散热。
充气操作系统结构图如下:
1—气瓶 2—减压阀 3—过滤干燥器 4—充气阀 5—放气阀 6—气体分流器(五通) 7—大气压表 8—隔离阀 9—小气压表(大小气压表均有上、下限保护触点信号输出)
电子直线加速器系统
九、电气控制系统
电气控制系统由PLC和AIC组成。 加速器程序控制是将加速器的各分系统(如聚焦电源、电子枪、加速管 、调制器、速调管、微波系统、充气系统、恒温系统、真空系统以及束下扫 描装置等)有机地联系起来,按照一定的程序提供电源和控制信号,使加速 器能够按照预设的过程,借助运行键自动产生加速器能量、束流、扫描宽度 及自动开启、关闭高压;并对加速器的运行过程进行监测。 电气控制系统采用模块化设计,逻辑清楚、性能稳定可靠、易于维护。
束流导向与 聚焦系统
电子枪
注入分析 输运系统
加速结构
后输运分析 系统
靶室
高真空设备
束流检测 诊断设备
供电与稳定 控制设备
操作台 控制
加速器主体
束下传输系统
调制器
一、电子枪
电子直线加速器系统
电子枪是加速器的电子源,它产生一定能量 、流强和形状要求的电子束,并进入加速管进行 加速。
电子枪为二极型的皮尔斯电子枪,由阴极( 阴极热子组件)、聚焦极和阳极组成。阴极发射 的电子,经聚焦极聚焦,通过阳极孔进入加速管 ,电子枪的导流系数为0.068微朴。根据加速器 的设计要求,电子枪的工作电压为55-65KV ,发 射束流连续可调,最大束流为1A 。
(1)频率:S波段,2856MHZ (2)相速:射频场中恒定相位沿加速结构轴线传输的速度 (3)工作模式:每周期(每腔)2π/3模式
电子直线加速器系统
三、束流传输系统
束流传输系统由聚焦线圈和束流输出系统两部分组成。聚焦线圈用来克服 加速管中径向电场和空间电荷的散焦力以得到良好的束流特性。输出系统包括 输出导向、束流感应圈及漂移管,输出导向用于引导加速后的电子准确地进入 束流测量感应圈和扫描系统,束流感应圈用来检测加速器输出脉冲束流。 加速器束流传输系统的结构如下: