一种行波加速管制造技术

本实用新型专利技术提供一种行波加速管，应用于行波加速管技术领域，包括加速管本体，所述加速管本体为盘荷波导结构，加速管本体的内部包括聚束段和光速段，所述聚束段包括四个腔体，分别为第一腔体至第四腔体，光速段包括四十八个腔体，分别为第五腔体至第五十二腔体，每个腔体之间通过阑片分隔；所述加速管本体内部每个腔体的频率均相同，所述聚束段中腔体内的相速度与光速段中腔体的相速度不同；所述加速管本体上设置有提供沿加速管本体轴向聚焦磁场的聚焦线圈。该行波加速管的束流崩溃阈值高，同时具有能谱好、效率高的优点。效率高的优点。效率高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种行波加速管


[0001]本技术属于行波加速管
，具体涉及一种行波加速管。

技术介绍

[0002]行波加速管是工业辐照用电子直线加速器最核心的部分，它是一个微波部件，接受来自速调管的微波功率，在行波加速管的行波磁场作用下，从电子枪发射的电子束在其中加速，获得能量，最终达到10MeV的能量，输出脉冲束流。在加速过程中，聚焦磁场将约束电子的横向运动，保证束流包络半径，从而减少束流损失，增加俘获率。
[0003]辐照用加速器有几个核心参数指标，这些指标都由行波加速管和对应的聚焦磁场方案决定。其中，束流能量、束流大小和能谱宽度等参数决定了束流品质，而束流品质的好坏又决定了辐照加工的质量，而效率和俘获率等参数决定了加速器对于微波功率的利用率，对于控制加速器运行成本是不得不考虑的。
[0004]对于实际的行波加速管，上述参数不能同时达到最优，甚至某些参数变好，另一些就会变差，设计时存在针对具体运用的取舍问题。
[0005]其中，最关键的参数是束流崩溃阈值，其会限制加速器的工作电流和工作脉宽，因此，束流崩溃阈值越大越好。但阈值提高，其能谱等指标会变差，而能谱好的加速管，其束流崩溃阈值低，脉宽和脉冲束流上不去。
[0006]为了解决这个问题，与此同时尽可能的保证其参数指标在合理的范围之内，因此需要提出一种行波加速管，改善加速管聚束段的设计。

技术实现思路

[0007]鉴于现有技术中存在上述问题，本技术的目的是提供一种行波加速管，束流崩溃阈值高，同时具有能谱好、效率高的优点。
>[0008]一种行波加速管，包括加速管本体，所述加速管本体为盘荷波导结构，加速管本体的内部包括聚束段和光速段，所述聚束段包括四个腔体，分别为第一腔体至第四腔体，光速段包括四十八个腔体，分别为第五腔体至第五十二腔体，每个腔体之间通过阑片分隔；
[0009]所述加速管本体内部每个腔体的频率均相同，所述聚束段中腔体内的相速度与光速段中腔体的相速度不同；
[0010]所述加速管本体上设置有提供沿加速管本体轴向聚焦磁场的聚焦线圈。
[0011]所述第一腔体为输入耦合腔，第五十二腔体为输出耦合腔，所述输入耦合腔、输出耦合腔的腔体参数与相邻腔体的腔体参数相同，所述输入耦合腔、输出耦合腔分别与输入耦合器、输出耦合器的内部连通。
[0012]为了进一步优化腔体结构，所述腔体参数包括阑片厚度t、束流孔径2a，腔直径2b，腔长度D。
[0013]每个腔体的阑片厚度t相同，每个腔体中相对的两个阑片端点之间的距离2a相同，所述加速管本体两个管壁之间的距离为腔直径2b，相邻两块阑片之间的距离为腔长度D。
[0014]为了提高束流崩溃阈值，所述第一腔体、第二腔体的腔直径2b、腔长度D和相速度相同，第五腔体至第五十二腔体的腔直径2b、腔长度D和相速度相同，第二腔体至第五腔体的腔直径2b、腔长度D和相速度不同。
[0015]为了约束电子的横向运动，所述聚焦线圈为螺线管线圈。
[0016]本技术的有益效果是：该行波加速管，采用盘荷波导结构，具有聚束段和光速段，依靠聚束段不同的腔体参数形成加速管本体结构，结合聚焦线圈产生的聚焦磁场，来调整电子束的运动，能够有效提高束流崩溃阈值，同时能够保障能谱和效率处于合理范围内，避免提高束流崩溃阈值后导致能谱和效率大幅降低的弊端。
附图说明
[0017]附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中：
[0018]图1是本技术的结构示意图；
[0019]图2是本技术腔体参数的结构示意图；
[0020]图3是本技术聚焦磁场强度曲线图；
[0021]图4是本技术聚焦线圈设置表。
具体实施方式
[0022]实施例一
[0023]如图1所示，一种行波加速管，包括加速管本体，加速管本体为盘荷波导结构，加速管本体的内部包括聚束段和光速段，聚束段包括四个腔体，分别为第一腔体至第四腔体，光速段包括四十八个腔体，分别为第五腔体至第五十二腔体，每个腔体之间通过阑片分隔。
[0024]其中，第一腔体为输入耦合腔，第五十二腔体为输出耦合腔，所述输入耦合腔、输出耦合腔的腔体参数与相邻腔体的腔体参数相同，所述输入耦合腔、输出耦合腔分别与输入耦合器、输出耦合器的内部连通，用于输入、输出电子束。
[0025]如图2所示，腔体参数包括阑片厚度t、束流孔径2a，腔直径2b，腔长度D。其中，每个腔体的阑片厚度t相同，每个腔体中相对的两个阑片端点之间的距离2a相同，加速管本体两个管壁之间的距离为腔直径2b，相邻两块阑片之间的距离为腔长度D；进一步的，第一腔体、第二腔体的腔直径2b、腔长度D和相速度相同，第五腔体至第五十二腔体的腔直径2b、腔长度D和相速度相同，第二腔体至第五腔体的腔直径2b、腔长度D和相速度不同。
[0026]加速管本体内部每个腔体的频率均相同，聚束段中腔体内的相速度与光速段中腔体的相速度不同。
[0027]当加速管本体中为真空环境，温度为38摄氏度，此时，所有腔体的频率均为2856MHZ，但腔体之间的相速度存在区别，腔体参数的具体设置如下表所示：
[0028][0029][0030]加速管本体上设置有提供沿加速管本体轴向聚焦磁场的聚焦线圈，聚焦线圈为螺线管线圈，其中螺线管线圈的内径大于加速管本体，螺线管线圈套接于加速管本体的外部，且螺线管线圈与加速管本体同轴。
[0031]如图3所示，纵坐标单位为gauss，横坐标单位为m，横坐标为零的点对应于输入耦合腔的轴心处，该聚焦磁场强度曲线图表示螺线管线圈中心处，即加速管本体中心处的聚焦磁场强度。
[0032]如图4所示，螺线管线圈的参数包括线圈长度Length，线圈安匝数NI，线圈内径Ra，线圈外径Rb，线圈安匝数NI的单位为安培，线圈长度Length、线圈内径Ra和线圈外径Rb的单位为厘米，螺线管线圈的中心位置为site，每个螺线管线圈的位置由site决定，其中，site＝0对应第一腔体的中心点位置，即对应图3中横坐标为零的位置处，具体的，螺线管线圈一共有11个，图4中线圈安匝数NI＝1的线圈实际不存在。通过设置螺线管线圈形成聚焦磁场，依靠不同位置处聚焦磁场强度不同对电子束进行作用，能够有效调节电子束的横向运动。
[0033]以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种行波加速管，其特征在于，包括加速管本体，所述加速管本体为盘荷波导结构，加速管本体的内部包括聚束段和光速段，所述聚束段包括四个腔体，分别为第一腔体至第四腔体，光速段包括四十八个腔体，分别为第五腔体至第五十二腔体，每个腔体之间通过阑片分隔；所述加速管本体内部每个腔体的频率均相同，所述聚束段中腔体内的相速度与光速段中腔体的相速度不同；所述加速管本体上设置有提供沿加速管本体轴向聚焦磁场的聚焦线圈。2.根据权利要求1所述的行波加速管，其特征在于，所述第一腔体为输入耦合腔，第五十二腔体为输出耦合腔，所述输入耦合腔、输出耦合腔的腔体参数与相邻腔体的腔体参数相同，所述输入耦合腔、输出耦合腔分别与输入耦合器、输出耦合器的内部连...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷华林，陆锐锋，杭超，欧阳家祥，王广东，
申请(专利权)人：浙江博太粒子加速器有限公司，
类型：新型
国别省市：