X波段驻波直线加速管仿真设计与研究

近年来医疗和工业应用领域对小型化电子直线加速器的需求日益增多，本文以2.3 MW多注速调管作为微波功率源，设计了X波段轴耦合双周期π/2模驻波加速结构，工作频率为9.3 GHz,利用电磁模拟软件进行设计优化，计算结果表明输出能量可实现4 MeV/2 MeV/1 MeV三档能量可调，加速管总长为230.9 mm。实现三档低能电子均可在同一加速管上获取，相较之前研制的S波段4 MeV加速管，总体管长缩短16.64%,配套的屏蔽组件重量及尺寸均减少50%以上。     

X波段6 MeV驻波电子直线加速管设计与研制

介绍了以2.2 MW多注速调管作为功率源设计的X波段驻波轴耦合加速管,工作频率为9.3 GHz,工作模式π/2。借助CST优化加速管微波加速结构,实现靶区俘获能量最高6.3 MeV,粒子俘获效率为40.3%,束流流强为120 mA,管芯总长为335 mm(包含电子枪及转换靶),相比现有以1.5 MW磁控管驱动的近700 mm长X波段加速管,总长缩短52%。基于本设计完成腔体加工并进行了腔链调谐,加速管冷测参数与设计参数吻合。     

C波段10 MeV驻波电子直线加速管的优化仿真

为提高加速器整机小型化程度,本文对已有C波段10 MeV加速管进行了模拟优化设计。通过光速段腔体腔型优化设计提高单腔有效分流阻抗,实现加速效率提升,使腔链总长缩短;通过优化聚束段使腔链整体性能满足设计要求。优化后加速管腔链总长由原来的652降至492 mm,并且能量、剂量率、脉宽等参数满足设计要求,后续将对优化后的加速管进行工艺和热测验证。     

电真空器件

介绍了一台1.5MeV 的 C 波段便携式无损电子直线加速器的全密封加速管的设计、微波冷测和研制,热测结果表明该加速管满足加速器的设计要求。参2     

S波段同轴耦合结构驻波加速管设计与仿真

随着术中放疗、FLASH放疗等医疗技术的发展,对医用电子直线加速器的技术要求更高,本文设计了一款适用于FLASH放疗的中高能S波段同轴耦合驻波加速管。其同轴耦合结构结合了边耦合结构稳定性高和传统轴耦合结构对称性好、易于加工装配等优势。该结构有利于设计外形尺寸更加紧凑的,易于维护和低成本的中高能加速管,适用于新一代中高能医疗加速器。通过CST仿真优化后的同轴耦合加速管整体Q值达到了17024,分路阻抗达到163 MΩ/m,整体性能优于轴耦合结构并十分接近边耦合结构。通过粒子动力学仿真,该加速管束流输出能量大于18 MeV、脉冲流强达到295 mA、俘获率为42%。     

12MeV电子辐照在硅器件中的应用

在硅器件制造中,用电子束辐照代替扩金等工艺以控制少子寿命,近年来引起了人们很大的兴趣.十几年来美国西屋、G.E.公司发表了很多有关高能加速电子辐照硅功率器件以控制少子寿命的文章.我国自1980年以来,也有一些高校、研究所和工厂对能量如1.3MeV和3～5MeV的电子辐照进行了研究,并初步用于某些硅功率器件生产线上.全面衡量各参数,12MeV电子辐照比低能电子或Co-γ辐照更有利于器件全面参数的最佳化.特别对于快速     

基于相对论超短电子束的THz源

THz波的产生有多种途径,清华大学加速器实验室正致力于发展基于相对论电子束的高峰值功率的THz辐射源。本文分别从高峰值流强的单束团与基于激光整形的多脉冲束团序列出发,介绍实验室在宽谱高电场梯度和准单频可调谐THz辐射等方面的研究进展。高亮度电子束团由新一代光阴极电子枪产生,经3 m行波加速管加速,能量可达~50 MeV,采用速度压缩机制可使束团长度达到百飞秒量级。该超短相对论束团可通过多种机制产生高峰值功率的THz辐射,目前,实验室已通过相干渡越辐射(CTR)获得单脉冲能量18μJ的THz辐射输出。同时,提出了一种结合欠压缩工作模式和漂移压缩方法的新束团压缩方案,可进一步将束团压缩至几十飞秒,有望获得频率范围为0.1 THz~30 THz的超宽谱THz辐射。本文同时介绍了多脉冲超短电子束序列的束团测量实验结果,通过模拟研究验证了基于该束团序列CTR产生高功率、可调谐准单频THz辐射的可行性,并进行了相应的实验方案设计。     

中国工程物理研究院红外太赫兹自由电子激光装置总体设计

中国工程物理研究院红外太赫兹自由电子激光装置是一台用于材料、光谱、生物、医学等领域前沿研究的多功能用户装置,在实验室现有的太赫兹自由电子激光装置（CTFEL）基础上,拟新增两套2×9-cell超导加速单元和两台波荡器,将电子能量提升至最大50 MeV,输出频率覆盖范围拓展至0.1～125 THz,最大宏脉冲功率大于100 W。同时,采用跑道型束线设计,拟建设一台小型能量回收型直线加速器实验研究平台。本文主要介绍了中国工程物理研究院红外太赫兹自由电子激光装置的总体设计、工作模式以及用户实验站布局。     

S波段10 MeV辐照用行波电子加速器研究

清华大学加速器实验室研制了 10 MeV行波直线加速器,并成功应用在了辐照加工领域.在对该加速管的束流崩溃现象进行了理论和实验研究后,确定了提高阈值电流、优化结构的方案,完成了腔间相移变化的新型聚束段结构.该结构能够有效降低聚束段受困高阶模对电子的横向作用,同时不影响主模的加速性能,可以提高该行波加速管的束流崩溃阈值电...     

国内首台10MeV 22kW工业辐照直线加速器通过测试

由中国科学院高能物理研究所自行设计研制的S波段10MeV 20kW工业辐照行波电子直线加速器于近期通过了中国计量科学研究院测试，加速器束流能量为10.3MeV，平均功率为22．1kW。     

质子辐照对超辐射发光二极管性能的影响

用能量分别为350keV和1MeV,注量为1×1012和1×1013p/cm2的质子对超辐射发光二极管(SLD)进行辐照,对辐照前后器件的光学和电学性能进行了测试.结果表明,在相同注量辐照的条件下,350keV与1MeV能量质子辐照引起的辐照损伤相比,前者引起的出光功率的退化更大,造成的辐照损伤更加严重.采用TRIM程序对质子入射到器件材料中的射程分布进行了模拟,初步探讨了SLD在350keV和1MeV能量质子辐照下的损伤效应.     

质子辐照对超辐射发光二极管性能的影响

用能量分别为350keV和1MeV,注量为1×1012和1×1013p/cm2的质子对超辐射发光二极管(SLD)进行辐照,对辐照前后器件的光学和电学性能进行了测试.结果表明,在相同注量辐照的条件下,350keV与1MeV能量质子辐照引起的辐照损伤相比,前者引起的出光功率的退化更大,造成的辐照损伤更加严重.采用TRIM程序对质子入射到器件材料中的射程分布进行了模拟,初步探讨了SLD在350keV和1MeV能量质子辐照下的损伤效应.     

激光技术能缩小加速器尺寸

美国桑迪亚国家实验室里发展出一种紧凑高能带电粒子加速器新概念，它主要依靠激光光电离作用产生极陡的加速器电磁场梯度。该室已经试验了两种不同的电离正面加速器。较大的一个具有30厘米的加速长度。它能把质子加速到500 MeV，把氘离子加速到10 MeV，把氦离子加速到20 MeV。桑迪亚发言人说，这一概念可用于产生能量高达10亿eV的离子。潜在的应用包括军事系统、核物理研究或用以获得惯性压缩聚变所需的重离子。     

冷阴极触发管在MPM保护电路中的应用

微波功率模块（MPM）是集真空微波管技术与固态微波集成技术优点于一身的一种新兴微波功率源,具有体积小、重量轻、效率高、成本低等优点。研究了冷阴极触发管的特性及工作原理,提出了一种应用于微波功率模块中的自触发撬棒保护电路技术。它以冷阴极触发管为撬棒管,在行波管发生打火故障时,能快速释放高压电源储能电容上的能量,从而保护行波管和集成电源系统。实验结果表明该电路可以取得较好的性能,对系统可起到一定的保护作用。     

等离子体加速器继续发展

伦敦帝国学院的Karl Krushelnick小组把高功率激光聚焦到氦喷气束内,将电子加速至300MeV,较以往的能量提高三个数量级。然而他们发现,当激光能量增加时,电子加速的机理改变。要把粒子加速至吉电子伏范围,常规加速器的长度必须几百米或更长。激光产生等离子体可成为下一代台式加速器的基础,因为它     

天津大学激光与光电子研究所研制成功104W全固态532nm绿光激光器

高平均功率、高重复率全固态532nm绿光激光器在可调谐激光器的抽运源、流场显示、海洋探测、光电对抗、污染检测、特别是受控热核聚变的驱动器,铀同位素分离的抽运源,以及大功率大能量激光加工及激光医疗设备,激光微加工,激光的军事应用(激光雷达,激光制导等)等科学和工业领域有着重要的应用。为了满足上述科学和工业领域的应用,     

飞兆半导体提供MOS管和PFC电路设计工具套件

飞兆半导体公司(Fairchild Semiconductor)推出基于网络的MOS管(FETBench)和功率因子校正(PFC)电路设计工具套件，显著缩短设计周期并加速产品上市。这些在线工具可提供拓扑选择、元件选择、创建仿真模型和许多其它功能。最新升级的FETBench工具具有全面的MOSFET器件选择功能、应用分析功能，以及基于通用功率转换方案的全新热模拟工具。PFC工具套件是新型的设计工具，为设计人员提供功率因子校正电路设计指导和器件选择工具。     

NaI(Tl)闪烁探测器性能随温度变化实验

采用高低温试验方法探究了温度变化对NaI(Tl)闪烁探测器性能及能谱测量的影响,观察能谱并以常温25 °C为基准,计算137Cs的0.662 MeV、60Co源1.173 MeV,1.332 MeV特征峰位道址、γ射线全能峰计数率、能量分辨率在25 °C下相对变化值。结果为：137Cs的0.662 MeV、60Co源1.173 MeV, 1.332 MeV特征峰位道址在0 °C~20 °C范围内基本保持一致,在20 °C~45 °C范围内随温度升高逐渐降低;0.662 MeV和1.173 MeV全能峰计数率随温度变化分别在±5.19%和±4.48%范围内保持一致;3个对应能量分辨率分别在±4.3%范围内随温度变化保持一致。可看出利用γ源作为稳峰源是可行的。     

时间拉伸漂移管模拟技术

通过粒子模拟(PIC)的方法研究了可用于全高半宽度10 ps量级快脉冲光信号脉宽测量的时间拉伸漂移管.分别模拟了光阴极半径、加速管长度、加速电压、漂移区长度、螺线管中心磁场强度、初始光电子能量和初始光电流对时间拉伸漂移管展宽系数的影响.分析了时间拉伸漂移管展宽系数的主要影响因素,同时给出了漂移管展宽系数对初始电子能量和...     

胶囊内窥镜中高效全向能量接收芯片的设计

能量接收电路最主要的性能参数为功率转换率。为了提高电压转换率和功率转换率,通过对全向能量接收电路的理论分析,提出了使用低功耗高速比较器来控制mos管开关的方法。同时分析了闩锁效应,采用CMOS工艺设计了一种应用于胶囊内窥镜的高效全向能量接收电路。并用CSMC 0.5um工艺对该电路进行了仿真,仿真结果表明,该电路的电压转换效率可达97%,满足内窥镜对能量的要求。