雙束薔薇花形輻照加速器的製作方法
2023-12-01 22:16:56
專利名稱：雙束薔薇花形輻照加速器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及大功率高頻發生器，同軸高頻諧振腔、毫微秒電子束加速和偏轉、 高真空技術、高精度偏轉磁鐵、束流傳輸系統。本實用新型尤其涉及輻照電子加速器， 具體的平面布局為雙束薔薇花形輻照加速器。
二背景技術：
當前食品的無害消毒、滅菌、殺蟲、延長貨架期、 一次性醫療用品的無害消毒、醫 藥食品包裝材料的無害消毒、高分子材料交聯處理、聚合、接枝或降解處理、橡膠的 硫化等方面均採用電子加速器或鈷60進行輻照；電子加速器的電子束輻照比鈷60的
輻照輸出功率高、能量集中且定向，停機後不產生輻射，無廢物處理，成本低等優點，
唯一的缺點是穿透能力差。如果利用高能電子束打到金屬耙上產生的X射線可增加輻 射深度，但5MeV能量以下的電子束打靶的轉換效率低，能量損失大。
三、 發明內容
本實用新型目的是提出一種其平面布局為雙束薔薇花形輻照加速器。與單束的 加速器相比，雙束的輻照深度可以增加到2.5倍以上，同時二束輸出也可以分別輻照 物體。
本實用新型的技術方案是雙束薔薇花形輻照加速器，由加速腔(同軸諧振腔)、 高頻功率源、電子槍、聚焦透鏡、偏轉磁鐵、傳輸系統(包括掃描系統)、控制系統、 真空系統、束流診斷系統、冷卻水系統組成，加速腔垂直於地面，高頻功率源輸出的 電磁波至加速腔，使加速腔得到的電場徑向分量平行於地面，電子束的軌道平面也平 行於地面。加速腔分布在內外圓筒之間，偏轉磁鐵分布加速腔的外圓筒外，加速腔、 電子槍及束的傳輸系統均接真空系統，電子束在經過加速腔時均經過加速腔的內圓筒 的中心，其特徵是加速腔外設置兩個電子槍，每個電子槍發射的電子束射入加速腔，
從加速腔出來經一個偏轉磁鐵組返回加速腔，來回經四-五個偏轉磁鐵組後輸出，偏 轉磁鐵採用193至199度的偏轉磁鐵組，電子束路徑呈現雙束薔薇花形。
雙束電子槍可以相鄰或夾一偏角，每束電子均經過加速腔的內圓筒中心，電子束 通過加速腔時經過兩次加速；且經過193-199度偏轉磁鐵組(分布在相同圓心的外圓 筒外)。
本實用新型的有益效果是本發明實際上提供了可聯用的兩臺加速器。提出了一 種其平面布局為雙束薔薇花形輻照加速器。具有較大輸出功率的效率，與單束的加速
器相比，雙束的面對面輻射深度可以增加到單面輻照深度的2.5倍以上，用途極為廣
泛。同時二束輸出也可以分別輻照物體，可以作為兩臺加速器使用，而且許多部件可
以共用，所增成本有限。
四
圖1是本實用新型的結構示意圖，圖2是本實用新型的另一結構示意圖。
3一號電子槍l、 二號電子槍2、磁聚焦透鏡3、外圓金屬筒4、內圓金屬筒5、加 速腔6、偏轉磁鐵組7、 一號引出束8、 二號引出束9、輸運系統IO、被輻照物體ll、 傳輸線12、旋轉機械13。
五具體實施方式
雙束薔薇花形輻照加速器的同軸諧振腔即加速腔是用二個金屬材料的圓筒，上下 兩端分別短路，圓筒高度等於1/2入(加在諧振腔上的電磁波的波長)的一個同軸諧 振腔來加速電子，振蕩電路頻率為220-100MH z，其外圓筒直徑l-2m;這個尺寸的 選擇是電子從腔中心到偏轉磁鐵返回到腔中心所需要的時間正好等於一個高頻周期。 腔設計具有最大分路阻抗，筒內表面覆以銅層或金屬鍍層；腔頂有藕合環，以便高頻 功率的引入，從腔內引出振蕩電磁波的頻率和相位信號為高頻振蕩電源自動穩頻和輸 出電磁波的相位匹配提供信號。加速腔即同軸諧振腔外不同方位放置二個三極電子 槍，槍是由高頻脈衝工作，脈衝寬度為高頻周期的50° ，引出電壓為70kv,注入電 流30-100mA。偏轉磁鐵共10組(對每束電子槍均採用5組進行偏轉，每組偏轉磁鐵 採用195度偏轉角的偏轉磁鐵，也可以採用4組或6組)。磁鐵進出口邊界角的優化 設計以便使磁鐵起聚焦作用，使電子束進出發射度保持一樣，磁鐵的機械尺寸完全一 樣，不同的電子能量對應於不同的磁場強度。每個電子槍產生的電流各自通過一組偏 轉磁鐵，每次通過高頻腔電子均可獲得0.833MeV的能量，這樣電子從電子槍出來經 偏轉磁鐵的返回共計通過高頻腔12次，可以獲得二束10MeV的電子束。束流傳輸系 統包括四極透鏡，270°消色散偏轉磁鐵和掃描磁鐵將二電子束引向地面掃描照射工 件或兩個電子束直接水平上下掃描工件，掃描偏轉角±20° ,掃描頻率可調30. 2-99. 8 次/秒，掃描範圍1米，使輻照體的劑量均勻度達到±5%。
為保證加速器內真空度優於8X10—7和電子槍區域真空度優於1X10—7，在加速腔 裝一個分子泵和一個機械泵，電子槍及束的傳輸系統均連接一個分子泵和一個機械泵 構成的真空系統，如束掃向地面，可再裝二個分子泵和二個機械泵；同軸諧振腔直立 於地面，從而產生的徑向電場平行於地面，電子束的軌道平面也平行於地面。本實用 新型由上述各系統加上束流診斷系統、冷卻水系統組合連接而成。
大功率高頻發生器振蕩頻率220-100MHz,採用四極電子管，引出電壓70KeV;脈 衝寬度為高頻周期的50。，脈衝流強2X10至2X50mA。偏轉磁鐵共10組(對每束 電子槍均採用5組進行偏轉)。
為了冷卻同軸共振腔、真空四極管等部件，採用去離子冷卻水、 一次循環水利用 泵循環、並利用不鏽鋼平板熱交換器與二次水交換熱量，水溫控制由安裝在交換器內 二次水上的旁路閥調節。
被輻照的物體經傳輸線傳輸至一號引出束，上下掃描輻照後，經傳輸線傳輸並轉 180°再經二號引出束上下掃描輻照，達到兩面輻照的效果，亦可以單面兩束同時輻 照。
圖l、 2是雙束電子槍相鄰或夾一偏角的兩種分 結構。
權利要求1、雙束薔薇花形輻照加速器，由加速腔、高頻功率源、電子槍、聚焦透鏡、偏轉磁鐵、包括掃描系統的傳輸系統、控制系統、真空系統、束流診斷系統、冷卻水系統組成，加速腔垂直於地面，高頻功率源輸出的電磁波至加速腔，使加速腔得到的電場徑向分量平行於地面，電子束的軌道平面也平行於地面；加速腔分布在內外圓筒之間，偏轉磁鐵分布加速腔的外圓筒外，加速腔、電子槍及束的傳輸系統均接真空系統，電子束在經過加速腔時均經過加速腔的內圓筒的中心，其特徵是加速腔外設置兩個電子槍，每個電子槍發射的電子束射入加速腔，從加速腔出來經一個偏轉磁鐵組返回加速腔，來回經四-五個偏轉磁鐵組後輸出，偏轉磁鐵採用193至199度的偏轉磁鐵組，電子束路徑呈現雙束薔薇花形。
2、 由權利要求1所述的雙束薔薇花形輻照加速器，其特徵是雙束電子槍相鄰或 夾一偏角，每束電子均經過加速腔的內圓筒中心，電子束通過加速腔時經過兩次加速。
專利摘要雙束薔薇花形輻照加速器，由加速腔、高頻功率源、電子槍、聚焦透鏡、偏轉磁鐵、包括掃描系統的傳輸系統、控制系統、真空系統、束流診斷系統、冷卻水系統組成，加速腔垂直於地面，高頻功率源輸出的電磁波至加速腔，使加速腔得到的電場徑向分量平行於地面，電子束的軌道平面也平行於地面；加速腔分布在內外圓筒之間，偏轉磁鐵分布加速腔的外圓筒外，電子束在經過加速腔時均經過加速腔的內圓筒的中心，加速腔外設置兩個電子槍，每個電子槍發射的電子束射入加速腔，從加速腔出來經一個偏轉磁鐵組返回加速腔，來回經四-五個偏轉磁鐵組後輸出，偏轉磁鐵組採用193至199度的偏轉磁鐵，電子束路徑呈現雙束薔薇花形。
文檔編號H05H13/00GK201418200SQ20092004446
公開日2010年3月3日 申請日期2009年6月10日 優先權日2009年6月10日
發明者胡迺雄 申請人:胡迺雄