CN201418200Y - 双束蔷薇花形辐照加速器 - Google Patents
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Abstract
双束蔷薇花形辐照加速器，由加速腔、高频功率源、电子枪、聚焦透镜、偏转磁铁、包括扫描系统的传输系统、控制系统、真空系统、束流诊断系统、冷却水系统组成，加速腔垂直于地面，高频功率源输出的电磁波至加速腔，使加速腔得到的电场径向分量平行于地面，电子束的轨道平面也平行于地面；加速腔分布在内外圆筒之间，偏转磁铁分布加速腔的外圆筒外，电子束在经过加速腔时均经过加速腔的内圆筒的中心，加速腔外设置两个电子枪，每个电子枪发射的电子束射入加速腔，从加速腔出来经一个偏转磁铁组返回加速腔，来回经四－五个偏转磁铁组后输出，偏转磁铁组采用193至199度的偏转磁铁，电子束路径呈现双束蔷薇花形。
Description
一、技术领域
本实用新型涉及大功率高频发生器，同轴高频谐振腔、毫微秒电子束加速和偏转、高真空技术、高精度偏转磁铁、束流传输系统。本实用新型尤其涉及辐照电子加速器，具体的平面布局为双束蔷薇花形辐照加速器。
二、背景技术
当前食品的无害消毒、灭菌、杀虫、延长货架期、一次性医疗用品的无害消毒、医药食品包装材料的无害消毒、高分子材料交联处理、聚合、接枝或降解处理、橡胶的硫化等方面均采用电子加速器或钴60进行辐照；电子加速器的电子束辐照比钴60的辐照输出功率高、能量集中且定向，停机后不产生辐射，无废物处理，成本低等优点，唯一的缺点是穿透能力差。如果利用高能电子束打到金属靶上产生的X射线可增加辐射深度，但5MeV能量以下的电子束打靶的转换效率低，能量损失大。
三、发明内容
本实用新型目的是：提出一种其平面布局为双束蔷薇花形辐照加速器。与单束的加速器相比，双束的辐照深度可以增加到2.5倍以上，同时二束输出也可以分别辐照物体。
本实用新型的技术方案是：双束蔷薇花形辐照加速器，由加速腔(同轴谐振腔)、高频功率源、电子枪、聚焦透镜、偏转磁铁、传输系统(包括扫描系统)、控制系统、真空系统、束流诊断系统、冷却水系统组成，加速腔垂直于地面，高频功率源输出的电磁波至加速腔，使加速腔得到的电场径向分量平行于地面，电子束的轨道平面也平行于地面。加速腔分布在内外圆筒之间，偏转磁铁分布加速腔的外圆筒外，加速腔、电子枪及束的传输系统均接真空系统，电子束在经过加速腔时均经过加速腔的内圆筒的中心，其特征是加速腔外设置两个电子枪，每个电子枪发射的电子束射入加速腔，从加速腔出来经一个偏转磁铁组返回加速腔，来回经四-五个偏转磁铁组后输出，偏转磁铁采用193至199度的偏转磁铁组，电子束路径呈现双束蔷薇花形。
双束电子枪可以相邻或夹一偏角，每束电子均经过加速腔的内圆筒中心，电子束通过加速腔时经过两次加速；且经过193--199度偏转磁铁组(分布在相同圆心的外圆筒外)。
本实用新型的有益效果是：本发明实际上提供了可联用的两台加速器。提出了一种其平面布局为双束蔷薇花形辐照加速器。具有较大输出功率的效率，与单束的加速器相比，双束的面对面辐射深度可以增加到单面辐照深度的2.5倍以上，用途极为广泛。同时二束输出也可以分别辐照物体，可以作为两台加速器使用，而且许多部件可以共用，所增成本有限。
四、附图说明
图1是本实用新型的结构示意图，图2是本实用新型的另一结构示意图。
一号电子枪1、二号电子枪2、磁聚焦透镜3、外圆金属筒4、内圆金属筒5、加速腔6、偏转磁铁组7、一号引出束8、二号引出束9、输运系统10、被辐照物体11、传输线12、旋转机械13。
五、具体实施方式
双束蔷薇花形辐照加速器的同轴谐振腔即加速腔是用二个金属材料的圆筒，上下两端分别短路，圆筒高度等于1/2λ(加在谐振腔上的电磁波的波长)的一个同轴谐振腔来加速电子，振荡电路频率为220-100MH z，其外圆筒直径1-2m；这个尺寸的选择是电子从腔中心到偏转磁铁返回到腔中心所需要的时间正好等于一个高频周期。腔设计具有最大分路阻抗，筒内表面覆以铜层或金属镀层；腔顶有藕合环，以便高频功率的引入，从腔内引出振荡电磁波的频率和相位信号为高频振荡电源自动稳频和输出电磁波的相位匹配提供信号。加速腔即同轴谐振腔外不同方位放置二个三极电子枪，枪是由高频脉冲工作，脉冲宽度为高频周期的50°，引出电压为70kv，注入电流30-100mA。偏转磁铁共10组(对每束电子枪均采用5组进行偏转，每组偏转磁铁采用195度偏转角的偏转磁铁，也可以采用4组或6组)。磁铁进出口边界角的优化设计以便使磁铁起聚焦作用，使电子束进出发射度保持一样，磁铁的机械尺寸完全一样，不同的电子能量对应于不同的磁场强度。每个电子枪产生的电流各自通过一组偏转磁铁，每次通过高频腔电子均可获得0.833MeV的能量，这样电子从电子枪出来经偏转磁铁的返回共计通过高频腔12次，可以获得二束10MeV的电子束。束流传输系统包括四极透镜，270°消色散偏转磁铁和扫描磁铁将二电子束引向地面扫描照射工件或两个电子束直接水平上下扫描工件，扫描偏转角±20°，扫描频率可调30.2-99.8次/秒，扫描范围1米，使辐照体的剂量均匀度达到±5％。
为保证加速器内真空度优于8×10-7和电子枪区域真空度优于1×10-7，在加速腔装一个分子泵和一个机械泵，电子枪及束的传输系统均连接一个分子泵和一个机械泵构成的真空系统，如束扫向地面，可再装二个分子泵和二个机械泵；同轴谐振腔直立于地面，从而产生的径向电场平行于地面，电子束的轨道平面也平行于地面。本实用新型由上述各系统加上束流诊断系统、冷却水系统组合连接而成。
大功率高频发生器振荡频率220-100MHz，采用四极电子管，引出电压70KeV；脉冲宽度为高频周期的50°，脉冲流强2×10至2×50mA。偏转磁铁共10组(对每束电子枪均采用5组进行偏转)。
为了冷却同轴共振腔、真空四极管等部件，采用去离子冷却水、一次循环水利用泵循环、并利用不锈钢平板热交换器与二次水交换热量，水温控制由安装在交换器内二次水上的旁路阀调节。
被辐照的物体经传输线传输至一号引出束，上下扫描辐照后，经传输线传输并转180°再经二号引出束上下扫描辐照，达到两面辐照的效果，亦可以单面两束同时辐照。
图1、2是双束电子枪相邻或夹一偏角的两种分布结构。
Claims (2)
1、双束蔷薇花形辐照加速器，由加速腔、高频功率源、电子枪、聚焦透镜、偏转磁铁、包括扫描系统的传输系统、控制系统、真空系统、束流诊断系统、冷却水系统组成，加速腔垂直于地面，高频功率源输出的电磁波至加速腔，使加速腔得到的电场径向分量平行于地面，电子束的轨道平面也平行于地面；加速腔分布在内外圆筒之间，偏转磁铁分布加速腔的外圆筒外，加速腔、电子枪及束的传输系统均接真空系统，电子束在经过加速腔时均经过加速腔的内圆筒的中心，其特征是加速腔外设置两个电子枪，每个电子枪发射的电子束射入加速腔，从加速腔出来经一个偏转磁铁组返回加速腔，来回经四-五个偏转磁铁组后输出，偏转磁铁采用193至199度的偏转磁铁组，电子束路径呈现双束蔷薇花形。
2、由权利要求1所述的双束蔷薇花形辐照加速器，其特征是双束电子枪相邻或夹一偏角，每束电子均经过加速腔的内圆筒中心，电子束通过加速腔时经过两次加速。
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