17 高俘获效率电子直线加速器的设计研究

加速管是加速器设计的核心部分。常规设计加速器的俘获效率只能达50％左右，1/2的电子都损失在加速管内，丢失的电子会轰击加速管管壁，产生轫致辐射、腔体发热量增加、真空变坏等许多负面影响。采用等梯度加速结构，相速沿加速管呈线性增加，调整相速变化规律及加速管腔体的尺寸参数，设计的加速管最终俘获效率提高到90％以上，同时平均加速梯度没有因此降低，加速管总长度未增加。     

10mV／20kW加速管的研制

用于10MeV／20kW辐照加速器的高俘获效率的加速管的研制。在本设计中采用等梯度加速结构,相速沿加速管呈线性增加,通过调整相速变化规律和加速腔体的各个尺寸参数,得到俘获效率为90％的设计方案。使用HFSS对输入耦合器、输出耦合器进行优化设计。     

高俘获效率行波加速管研制

通过调整相速变化规律及加速腔体的各尺寸参数，设计出一种俘获效率达90％的高俘获效率的行波加速管。通过对加速管的优化计算，完成了盘片端面优化和耦合器设计，目前，正在进行模型腔的加工。在模型腔加工完成之前，对实验室现有的一些经过粗加工的加速腔进行测量，研究探针长度、耦合孔大小、压力等对测量的影响。根据粗加工的腔体测量结果及HFSS模拟结果，     

中国散裂中子源漂移管直线加速器研制进展

漂移管直线加速器(DTL)是中国散裂中子源(CSNS)直线加速器的主要部分,负责将脉冲流强为15mA的负氢离子从3 MeV加速到80 MeV,再注入到快循环同步加速器(RCS)中实现进一步加速。CSNS DTL由4节长度约9m的RF腔体组成,单节RF腔体由1台3MW的速调管提供功率。每节腔体又分为3段长约3m的机械腔体以便于加工和安装。DTL腔体和漂移管的研制是整个CSNS直线加速器的关键。本文介绍了CSNS DTL研制过程,包括国内首次在强流质子加速器RF腔内表面进行高导无氧铜电镀、新型磁铁线圈的研制、小孔径磁铁的高精度测量等。加工及测试结果均满足CSNS的设计要求。     

10 MeV行波加速管研制

正用于电子束辐照的10 MeV电子直线加速器一般采用盘荷波导行波加速管,其结构简单、稳定性好,加之电子束辐照对束流品质的要求较为宽松,故一般在加速结构上不再单独设置预聚束段,而是在加速管的前几个腔采用变相速设计来控制加速相位,提高纵向的俘获和加速效率。本文介绍了1支10MeV行波加速管的研制,主要设计参数列于表1。加速管的研制主要有3个过程,物理设计、机械设计与加工、测量调谐。该加速管使用SUPERFISH结合PARMELA完成物理设计,加速腔体采用碗型结构(或称杯型     

8MeV电子直线加速器

一、QDJ-10电子直线加速器的组成这是一台行波电子直线加速器,它所用的加速管是建造BJ-10医用电子直线加速器的备用加速管,其设计参数见文献[1]。加速管采用的是三均匀段盘荷波导结构,工作频率2998 MHz,π/2模,三段共90个腔。总长220厘米。     

DTL腔体的功率耦合器设计

正功率耦合器是加速器的重要组成部件,用于将波导中的射频功率传输至加速腔体中,耦合器性能将决定传入腔体的功率大小并影响束流品质。漂移管直线加速器(DTL)是质子直线加速器中常用的一种加速结构,通常用于将质子从几MeV加速至十几到几十MeV。为开展质子直线加速器相关技术研究,一工作频率为325 MHz的DTL腔体正在研制中。本研究针对该DTL     

70 MHz回旋加速器谐振腔高频性能的数值研究

介绍了用数值模拟手段设计加速腔体的方法。在设计70MHz回旋加速器谐振腔的过程中，为满足回旋加速器磁铁的结构要求，对高频频率、Q值等高频参数进行了研究。在设计阶段，应用基于有限元方法的程序对高频实验进行模拟计算。回旋加速器腔体的初步设计结果将用于最终物理设计和工程设计。     

9 MeV行波电子直线加速器加速管微波测试及调整

介绍了海关大型集装箱在线检测用加速器的核心部件９ＭｅＶ行波电子直线加速器加速管的微波测试及调整，并详细描述了加速管微波调谐、加速管与矩形波匹配以及加速管整管场分布及总衰减量的测量，给出了加速管微波测试及调整的结果，结果表明微波调度满足物理设计的要求。     

14MeV医用同源双模中能电子直线加速管的研制

医用同源双模中能电子直线加速管是影像引导放射治疗技术(Image Guide Radiation Therapy,IGRT)中的核心部件,为确保放射治疗直线加速器能够提供稳定和高品质的成像射束、双光子模式治疗射束以及多档电子射束,上海联影医疗科技有限公司研制了基于一种新型的能量开关技术的14 Me V医用双模驻波加速管。采用束流动力学程序Parmela对加速管整管的横向聚焦和纵向聚束进行了动力学设计分析,为优化加速管腔体几何结构提供了指标要求,最终利用电磁场仿真软件Superfish及CST(Computer Simulation Technology)优化腔体结构设计并得到了最优的微波参数。模拟计算结果表明,该加速管总长1.3 m,采用边耦合双周期?/2驻波结构,工作频率2.998 GHz,其输出束流能量可以实现多档可调,成像模式可输出低于3 MV的光子,治疗束可输出具有6 MV和10 MV两档的光子及4档能量电子束(最高能量可达14 Me V)。完成加工后,冷测结果与设计值符合得比较好,下一步将进行高功率微波老练。     

10MeV电子直线加速器磁聚焦系统研究进展

磁聚焦系统是电子直线加速器的重要组成部分,10 MeV电子直线加速器的磁场聚焦系统主要依据加速管轴线上的磁场分布进行工程设计。 1 设计要求 依据束流动力学理论计算的结果(图1)进行设计。 图1 理论磁场曲线图 2 聚焦元件布局 根据理论磁场曲线,在加速管上布置6个聚焦线圈     

驻波型电子直线加速器自动频率控制的改造

驻波型电子直线加速器采用鉴相式技术实现加速管、磁控管的频率跟踪控制。当加速器出束运行时,加速管、磁控管的温度发生变化,导致二者的频率变化,必须对磁控管进行频率调整,若频率差太大,导致功率不能很好馈入加速管,甚至造成全反射,长时间可能会损坏磁控管等设备。改     

电子静电加速器聚焦性能的改进

我所电子静电加速器原来采用如图1所示的聚焦系统。即在加速管入口处,由电子枪栅极和加速管第一电极间形成一定电位分布的电场。电子束在电场作用下引入并且聚焦,然后经过平板型加速电极加速。在加速管出口处装有一只磁透镜,使电子束再次聚焦。这是电子静电加速器通用的聚焦方式。     

20兆电子伏医用电子直线加速器设计

本文详细介绍了15～20兆电子伏医用行波反馈电子直线加速器设计计算的方法和结果。该器加速管长2.57米,采用分段连接焊成一根整管。文中也给出频率校试的一些结果。从加速器初步调试的结果看,设计基本上是成功的。     

脊形谐振腔调谐装置的设计

正脊形谐振腔是单腔循环加速器的一种谐振腔,通过将高频电压加在腔体上形成粒子加速电场,以实现对粒子循环的加速。加速器运行时,谐振腔体会热变形或腔体的机械振动等因素会造成腔体失谐,从而引起腔体电压下降及高频电压的相位漂移。为防止这种相位偏移现象的发生,需设计一种脊形腔自动调谐装置以实现对谐振腔频率的自动调节,脊形谐振腔自动调谐的工作原理如图1所示,谐振腔的自动调谐通过比较腔体谐振电压与末极电子管栅电压之间相位差,经模数转换后由控制电路调整调频装置前端的调谐柱在     

X波段2MeV行波电子直线加速管的物理设计

在模拟计算程序LINE-ACC/PC基础上，结合单一搜索方法和非线性最小二乘算法编程，实现一个X波段2MeV行波加速管的物理设计。应用此方法可以有效缩短加速管的优化设计时间。文章给出的优化计算可应用于一类常相速周期结构的加速管设计。文章同时给出了纵向粒子动力学、盘荷波导的几何尺寸及加速管的工作特性等方面的计算结果。     

X波段2 MeV驻波电子直线加速管研制和测试

为发展结构更加紧凑的小型医用电子直线加速器,开展了Ｘ波段驻波电子直线加速结构的研究。设计制造了一只工作频率为９３１６ＭＨｚ,管长约１５ｃｍ的２ＭｅＶ全密封轴耦合驻波电子直线加速管。     

9MeV行波电子直线加速器加速管的物理设计

海关大型货物在线检测用加速器采用４ＭＷ速调管作为微波功率源,保证加速管入口功率可达３．５ＭＷ、工作频率为２８５６ＭＨｚ;以行波方式加速电子,聚束器俘获效率大于８０％;加速管全长约２２０ｃｍ;电子能量设置９、６ＭｅＶ两档,对应的额定脉冲束流强度理论设计值分别为１７０和３００ｍＡ。本文给出了纵向粒子动力学、盘荷波导的尺寸及加速管的工作特性等方面的计算结果。     

70MHz异形回旋加速器高频腔体的设计计算

在某些紧凑型的回旋加速器设计中,由于空间的限制等因素,对谐振腔的设计提出了更高的要求。本工作研究具有普遍意义的70 MHz异形回旋加速器高频腔体设计方法,对强流回旋加速器中心区模型和100 MeV回旋加速器的腔体设计有直接的参考价值。     

轴耦合驻波加速结构的设计研究

<正>电子直线加速器有行波和驻波两种工作方式,行波结构是在加速管末端接上匹配负载以吸收多余的能量,驻波结构则是使入射波和反射波在加速管内叠加形成驻波场以加速电子至较高能量。行波结构主要应用于科研用高能电子直线加速器及工业用高能电子束辐照等领域,驻波结构主要应用于医疗和无损检测等领域。早在20世纪40年代,国际上很多研究小组