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加速器原理介绍演示文稿 当前第1页\共有21页\编于星期二\18点 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。 一、基本概念 当前第2页\共有21页\编于星期二\18点 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。 一、基本概念 当前第3页\共有21页\编于星期二\18点 第二节 电子加速器及分类 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： 二、基本结构 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 当前第4页\共有21页\编于星期二\18点 加速器主体 束下传输系统 当前第5页\共有21页\编于星期二\18点 调制器 当前第6页\共有21页\编于星期二\18点 当前第7页\共有21页\编于星期二\18点 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 。 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 一、电子枪 当前第8页\共有21页\编于星期二\18点 电子直线加速器系统 1、20KW电子枪主要参数指标 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。 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。 一、电子枪 参数名称 符号 标称值 最大值 说明 阳极电压（脉冲) Va 50KV 55KV 脉冲宽度 τ 16μs 工作比 D 1.0% 钛泵电压 VTi 4.5KV 5KV 当前第9页\共有21页\编于星期二\18点 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： （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 二、加速管 当前第10页\共有21页\编于星期二\18点 电子直线加速器系统 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： 三、束流传输系统 当前第11页\共有21页\编于星期二\18点 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