高梯度电子直线加速器

由于实验高能物理对于高能加速器的需要,希望建造能量为Tev数量级的电子、正电子直线对撞机,为此需要建造能量为Tev数量级、加速梯度为100MV/m的电子直线加速器。本文对于这种高梯度电子直线加速器的工作频率和加速结构的选取、新的微波功率源、脉冲功率压缩系统和双束加速器等有关问题作了综合性的介绍。     

高梯度行波电子直线加速器

本文评述了一种采用射频功率反馈的高梯度行波电子直线加速器,详细计算了它们的能量增益和瞬态特性。最后简要地比较了它与高梯度驻波直线加速器的性能及特点。     

高梯度电子直线加速器

由于实验高能物理对于高能加速器的需要,希望建造能量为Tev数量级的电子、正电子直线对撞机,为此需要建造能量为Tev数量级、加速梯度为100MV/m的电子直线加速器。本文对于这种高梯度电子直线加速器的工作频率和加速结构的选取、新的微波功率源、脉冲功率压缩系统和双束加速器等有关问题作了综合性的介绍。     

L-带行波电子直线加速器束流动力学计算

本文以自由电子激光(FEL)用L-带行波电子直线加速器的注入器为例,用增补后的PARMELA程序对其作了束流动力学的三维计算,并给出了有关束流性能的各种参量.     

电子直线加速器焦点测量

 针对三明治法测量直线加速器焦点,目视底片判读存在测量结果主观因素影响较大的不足,提出了胶片扫描与图像分析相结合的量化测量方案。通过分析试验数据,提出用二次多项式拟合消除加速器辐射场不均匀性对测量结果的影响,以及用半高宽测量代替半峰高条纹统计的改进三明治焦点测量方法。实测表明:得到的焦点测量结果一致性更好,能更加准确地反映焦点尺寸的较小差异。     

12MeV直线感应电子加速器

 12MeV直线感应电子加速器(LIA)是经12MeV LIA能量升级和系统改进而来,该机通过在10MeV　LIA加速末端续接四个加速组元并调整脉冲功率系统, 将输出的电子束的能量升级至12MeV；同时,重新设计的输运磁场分布及聚焦系统更趋于合理,使经10MeV　LIA升级和改进后的12MeV　LIA，打靶电子束能量达到12MeV,束流约2.6kA，脉冲半高宽约89ns，焦斑约4 mm。     

12MeV直线感应电子加速器

12MeV直线感应电子加速器(LIA)是经12MeV LIA能量升级和系统改进而来,该机通过在10MeV　LIA加速末端续接四个加速组元并调整脉冲功率系统, 将输出的电子束的能量升级至12MeV;同时,重新设计的输运磁场分布及聚焦系统更趋于合理,使经10MeV　LIA升级和改进后的12MeV　LIA,打靶电子束能量达到12MeV,束流约2.6kA,脉冲半高宽约89ns,焦斑约4 mm。     

TRIUMF ARIEL 电子直线加速器设计

 TRIUMF 的三期升级工程(ARIEL) 计划建造一个 50 MeV 平均流强为10 mA的电子直线加速器作为注入器,通过光裂反应生成放射性核素。电子直线加速器包括两个主要部分：注入器和后加速器,注入器完成电子能量从100 keV到10 MeV的转换,随后的后加速器将电子能量从10 MeV加速到50 MeV。电子源拟采用重复频率为650 MHz的热电子枪提供初始能量为100 keV,束长为 171 ps的电子束。束流动力学模拟了几种不同的设计方案以获得最优化的设计,模拟显示通过对腔体以及聚焦元件的仔细设计以及电子枪出射电子的参数选择, 电子束能量在达到50 MeV时束长可以被聚焦到 11.75 ps (对应于1.3 GHz 频率下5.5°) ,并且可以使电子束在超导低温柜中的尺寸保持在1.26 cm以下。     

低能电子直线加速器的应用

本文着重介绍了能量在数十ＭｅＶ 以下的低能电子直线加速器在核物理以外领域的应用，而加速器本身仅在论述应用特点所必须时作简要说明．     

TRIUMF ARIEL 电子直线加速器设计

TRIUMF 的三期升级工程(ARIEL) 计划建造一个 50 MeV 平均流强为10 mA的电子直线加速器作为注入器,通过光裂反应生成放射性核素。电子直线加速器包括两个主要部分：注入器和后加速器,注入器完成电子能量从100 keV到10 MeV的转换,随后的后加速器将电子能量从10 MeV加速到50 MeV。电子源拟采用重复频率为650 MHz的热电子枪提供初始能量为100 keV,束长为 171 ps的电子束。束流动力学模拟了几种不同的设计方案以获得最优化的设计,模拟显示通过对腔体以及聚焦元件的仔细设计以及电子枪出射电子的参数选择, 电子束能量在达到50 MeV时束长可以被聚焦到 11.75 ps (对应于1.3 GHz 频率下5.5°) ,并且可以使电子束在超导低温柜中的尺寸保持在1.26 cm以下。     

电子直线加速器的现状和发展

现代的电子直线加速器是指电子束在微波电场作用下,直线地通过加速结构,能量不断增加的装置.有时又称作电子林耐克(Linac).在电子加速器中它占有十分重要的地位.加速结构通常是一段带圆盘负荷的金属圆波导(见图1,也存在其它加速结构,如后面淡到的边耦合腔结构),利用在其中传播的TM01波纵向电场分量Ez加速电子。加上金属圆盘负荷主要是为了把电磁波传播的相速减到小于或等于光速,以便实现同步加速.本文主要谈谈这类电子直线加速器的现状和发展趋势,并不包括静电加速器、直线电子感应加速器和其它一些低能强流直线加速器.但某些以电子直线加…     

医用电子直线加速器驻波加速原理

 带电粒子加速器是用人工方法借助不同形态的电场,将各种不同种类的带电粒子加速到更高能量的电磁装置。电子直线加速器是利用微波电场加速电子,使其具有直线运动轨道的加速装置。尽管20世纪60年代后期驻波电子直线加速器发展迅速,但其原理并不新颖。早在20世纪40年代中期,不少研究小组在研究行波电子直线加速器的同时,就已利用驻波电场加速电子。电子直线加速器有两种可供选择的工作方式,即行波工作方式和驻波工作方式。     

电子直线加速器磁控管工作频率的稳定

介绍一种利用谐振腔输出能量-输入频率关系作为鉴频方法的稳频系统,由于将谐振腔输出信号进行积分保持,降低了高压脉冲对系统的干扰,也提高了频率稳定度。系统中采用了高频率步进电机伺服子系统,使功耗大为减少系统工作频率为2856MHz,不稳定度不大于± 7×10-6。     

电子直线加速器磁控管工作频率的稳定

 介绍一种利用谐振腔输出能量-输入频率关系作为鉴频方法的稳频系统，由于将谐振腔输出信号进行积分保持，降低了高压脉冲对系统的干扰，也提高了频率稳定度。系统中采用了高频率步进电机伺服子系统，使功耗大为减少系统工作频率为2856MHz，不稳定度不大于± 7×10^-6。     

HM-J16双光子电子直线加速器

简要叙述了HM-J16加速器的设计思想和设计特点。设计了一台采用射频功率反馈的射线能量范围为6～16MeV的双光子电子直线加速器。其最大辐射野为40cm×40cm,双光子剂量率均大于360cGy/(min×m)。     

HM-J16双光子电子直线加速器

简要叙述了 HM-J1 6加速器的设计思想和设计特点。设计了一台采用射频功率反馈的射线能量范围为 6～ 1 6Me V的双光子电子直线加速器。其最大辐射野为 4 0 cm× 4 0 cm,双光子剂量率均大于3 60 c Gy/ (min·m)。     

NFZ-10工业辐照电子直线加速器

研制的电子直线加速器ＮＦＺ－１０的辐照加工能力相当于３０ＰＢｑ的６０Ｃｏ源，电子束能量为４～１２ＭｅＶ，平均束功率为３ｋＷ，扫描宽度为１ｍ，能量不稳定度≤±０．５％，束流不稳定度≤±０．６％，扫描不均匀度≤±２．５％。ＮＦＺ－１０加速器已被用于辐照各种电力半导体器件，一年多来运行稳定可靠并获得较好的经济效益。     

介质壁加速器高梯度绝缘子研制

与普通绝缘子相比,高梯度绝缘子(HGI)的金属层与绝缘介质层交替排列结构可以抑制真空沿面闪络过程,从而提高沿面闪络场强。使用不同绝缘介质材料和金属材料采用不同加工制备工艺制备的HGI样品其沿面闪络场强差别较大。对所制备的绝缘介质层分别为聚酰亚胺、交联聚苯乙烯和尼龙,金属层为不锈钢箔,形状分别为圆柱与圆环型的HGI样品进行了真空沿面耐压测试,并对相同尺寸的纯绝缘介质样品进行了对照实验,得到了不同材料不同制备工艺HGI样品的耐压性能差异。结合样品表面显微照片观察得到的样品表面状况,分析了影响样品沿面闪络场强的因素。     

9MeV行波直线加速器用四极透镜系统状态分析

分析了大型海关集装箱检测系统用的9 MeV电子直线加速器的四极透镜系统变为斜四极透镜系统对束流聚焦特性的影响。对三单元四极透镜系统聚焦参数、制造和安装误差进行了分析,给出了参数选择方法和合理的误差要求。以上计算利用束流动力学程序TRANSPORT完成。     

9MeV行波直线加速器用四极透镜系统状态分析

 分析了大型海关集装箱检测系统用的9 MeV电子直线加速器的四极透镜系统变为斜四极透镜系统对束流聚焦特性的影响。对三单元四极透镜系统聚焦参数、制造和安装误差进行了分析，给出了参数选择方法和合理的误差要求。以上计算利用束流动力学程序TRANSPORT完成。