20Mev行波反馈电子直线加速器改进方案——采用最佳藕合的反馈加速器

本文描述了一个采用最佳耦合的行波反馈电子直线加速器,当加速器的束流负荷大幅度调节时,通过改变耦合器的耦合度,使其始终保持到负载端的射频功率为零。这将使加速器的束流负荷特性变得比较理想,也就是在束流小时,其束负荷特性曲线斜率较陡,而在束流大时却较平坦,这样既可以在小束流下具有较高的能量,又可以在低能时具有较大的束流。并在不同束流负荷下,都具有最佳的效率。本文还把三种类型的行波直线加速器(直馈的,固定耦合反馈的和最佳耦合反馈的加速器)的能量增益公式统一起来。这样分析更明了,设计更方便。     

直线加速器微波相位检测与调控研究

将微波相位检测技术与“束流能量极大化”方法相结合，设计了直线加速器微波相位检测与稳相调控系统，并进行了微波精密鉴相调相的实验研究．结果表明，在CW频率为2856MHz时，相位检测精度为2．0°，不仅能满足0．2GeV直线加速器作为0．8GeV电子储存环注入器的使用要求，而且可应用至其他多节加速段直线加速器微波系统．并从未来的直线加速器驱动的自由电子激光研究需求出发，成功地将微波相位检测精度提高到了优于0．3°的水平．     

能量可变的回旋加速器引出束流输运系统设计

设计了100MeV回旋加速器引出质子的输运系统,其能量可变范围为70～100MeV．在该设计中,为了将从负氢回旋加速器引出的质子束传输到实验室和厂房,对输运线元件选用、物理参数匹配计算等问题进行了探讨,其中主要包括引出段、周期场和输出段3个部分的设计．对引出段的设计中,使其适用于不同能量不同初始束流的各种情况;在周期场的设计中,使其在不同能量中均实现腰腰传输;在输出段的设计中,为了满足民用束流的高强度要求和实验用束流的高品质要求,分别采用了消色散和增大色散降低流强的方法．该系统能满足能量在70～100MeV时质子的传输要求．     

14 MeV医用电子直线加速器上270°偏转磁铁系统

２７０°偏转磁铁系统是 １４ ＭｅＶ医用电子驻波直线加速器上的关键部件。通过用 ＴＲＡＮＳＰＯＲＴ—ＥＭ／ＰＣ程序和ＰＯＩＳＳＯＮ程序计算，完成了偏转磁铁样机设计方案。２７０°偏转 磁铁样机与加速管联合进行了出束试验，测试结果表明，具有 ６～１４ ＭｅＶ能量范围、不同的初 始发射度的电子束流，通过２７０°偏转磁铁系统受到消色散和聚焦作用，传输到靶点在能量１５．１ ＭｅＶ时，束流强度为３．５ｍＡ，束流斑点直径约为２ｍｍ。上述结果证明２７０°偏转磁铁系统性能完 全满足 １４ ＭｅＶ医用直线加速器放射治疗条件要求。     

1 MeV介质壁加速器束流特性模拟研究及分析

采用自主研发的电磁粒子模拟软件对1 Me V介质壁质子加速器进行数值仿真,并分析了介质壁加速器加速场和束流特性。模拟结果表明:加速场轴向呈现匀强特性,径向电场呈现先压缩后发散;质子束团在加速段入口处横向聚焦,出口处横向发散,即需要设计外聚焦系统;输入质子束束流在30 m A、初始能量40 ke V以及加速电压300ke V时,能得到0.935 Me V质子束,在加速器出口后端束流呈现先增加后减小的规律,且在出口端5 cm处、脉冲下降沿来临时刻,能得到1.2 A的最大束流。     

电子直线加速器稳频系统鉴频特性的确定

行波电子直线加速器稳频系统的频率稳定度与鉴频腔的参数选择有关。用腔体的输出能量－频率探测方法可以使系统获得很好的频率稳定度。鉴频腔的参数选择直接影响频率稳定度，用最佳化方法得到腔体的品质因素及两腔体谐振频率的距离的理论值。根据这些参数，可使系统的频率不稳定性不大于±２５ｋＨｚ。     

强流质子加速器束流匹配研究

为了使感生放射性降低到可以接受的水平,强流质子加速器必须减少柬流损失。不同加速段间的束流匹配是减少束流损失和发射度增长的关键之一。研究了一台常温加速结构不同段间的束流传输线的匹配设计问题。采用TRACE3-D软件以及其他多粒子模拟软件,研究了在不同匹配状态下的束流特性。结果表明,设计所采用的横向和纵向匹配手段,能够有效地控制束晕产生和束流发射度的增长。     

9MeV 行波电子直线加速器电子枪的模拟计算

介绍了海关集装箱检测系统用９ＭｅＶ行波电子直线加速器上电子枪的结构与特点。电子枪提供的初始电子束流性能直接影响到加速管上聚焦磁场的参数要求,为保证加速器出口处电子束打靶产生的ｘ射线剂量满足阵列探测器检测图象清晰度的要求,电子枪必须提供３００ｍＡ束流。为此,利用ＥＧＵＮ程序对电子枪的电子轨迹模拟计算,研究了聚焦极与阴极间相对尺寸与位置变化,以及阴极与阳极间距对束流与发射度的影响。提供了更换部件,缩小聚集极与阴极间隙及装配尺寸的参考尺寸与理论依据。     

偏振反馈单向行波环形激光器

在环形激光器中,我们采用布氏偏振片作为输出境,并将其一个方向传播的波反馈回另一个方向传播的波,使环形激光器的输出单向性、输出功率和输出偏振特性都较文献有所改善。在此基础上进一步改进,提出偏振反馈单向行波环形激光器。     

医用直线加速器的原理与维护

医用直线加速器是生物学上的一种用来对肿瘤进行发射治疗的粒子加速装置,带电粒子加速器是用人工的方法借助各种不同形态的电场,将各种不同种类的带电粒子加速到更高能量的装置。医用直线加速器是现代医学最长用的放射治疗设备,在肿瘤放射治疗中起主导作用,已迅速普及到各大中型医院。掌握直线加速器的基本原理与维护知识对于技术人员使用和维修具有重要意义。该文主要介绍医用直线加速器的基本原理与维护。     

纵向束流反馈冲击器优化设计

纵向束流反馈冲击器是纵向束流反馈系统的关键部件之一。由于北京正负电子对撞机(BEPC)的高频频率为500 MHz,要求反馈系统的带宽不小于250 MHz。在清华大学加速器实验室研制的纵向束流反馈冲击器模型腔的基础上,该文利用MAFIA等电磁场微波模拟程序对其进行优化设计,通过优化冲击器脊波导的脊缝宽度和角宽度,使冲击器带宽从210 MHz增至260 MHz。使用微波矢量网络分析仪测量了改造后冲击器的阻抗、散射参数和高次模,并与优化计算做了比较。改造后冲击器的中心频率、带宽和分流阻抗均满足设计要求。文中还对冲击器的高次模进行了分析和测量。     

纵向束流反馈冲击器优化设计

纵向束流反馈冲击器是纵向束流反馈系统的关键部件之一。由于北京正负电子对撞机(BEPC)的高频频率为500MHz,要求反馈系统的带宽不小于250MHz。在清华大学加速器实验室研制的纵向束流反馈冲击器模型腔的基础上,该文利用MAFIA等电磁场微波模拟程序对其进行优化设计,通过优化冲击器脊波导的脊缝宽度和角宽度,使冲击器带宽从210MHz增至260MHz。使用微波矢量网络分析仪测量了改造后冲击器的阻抗、散射参数和高次模,并与优化计算做了比较。改造后冲击器的中心频率、带宽和分流阻抗均满足设计要求。文中还对冲击器的高次模进行了分析和测量。     

电子加速器X射线发射率的MCNP分析

为满足现代X射线应用和设计电子加速器的靶结构和束流参数的需要,采用MCNP4B程序对2～20MeV能量范围内的电子束入射不同厚度钨靶的X射线发射率进行了系统的模拟计算和研究.结果表明在电子能量小于10MeV时,MCNP4B的结果与NCRP-51报告一致,但在10MeV以上,它们间的差别增大.该文结果对早期NCRP-51报告的结果有重要的改进,对于现代产生X射线的电子加速器靶的设计具有参数作用.     

用于AMS的RFQ加速器能散问题研究

将 RFQ 作为加速器质谱系统(AMS)的加速器是AMS小型化的一条可能途径,减小 RFQ 加速器的输出束流能散是实现这一途径的关键.对 RFQ 加速器成形段部分对束流输出能散影响的分析表明,在减小调制系数、极间电压、同步相位,使各参数匹配的同时,适当地增大纵向聚焦力可显著降低 RFQ 输出束流能散.利用变参量 RFQ 动力学模拟程序 RFQDYN 进行模拟优化,得到输出束流能散为0.4%的 RFQ 加速器物理设计.     

医用直线加速器磁控管原理及故障维修

目的:分析医用直线加速器磁控管的工作原理,总结其常见故障,探讨对射磁控管故障的维修方法.方法:医用直线加速器工作异常时,马上停止治疗.首先调节机器的各类参数,若不能恢复正常,需进行各类剂量和波形观测,发现问题出在什么地方,最后综合各类结论和意见,形成解决方案.结果:经过维护和保养,医用直线加速器可以维持较好的工作状态.结论:医用直线加速器是较为精密复杂的仪器,磁控管是直线加速器的核心部件之一,由于频繁应用会出现老化现象,使用过程中操作不标准会加速老化过程.日常维护时要加强对磁控管的保养.     

电子束流切割器

电子直线加速器要求有一个束流品质优良的电子源。在常规的脉冲电子枪,如二极管式的电子枪提供的电子束流时间波形,它的上升时间(简称前沿)和下降时间(简称后沿)都大于1微秒,难于满足物理试验对直线加速器的能散度要求.为了改善其波形,减少能散度,减轻后面环节的束流负载,我们设计了一台结构紧凑的切割器.实验证明,它可对能量     

NFZ-10辐照用电子直线加速器束流性能测试

辐照加工是一种新兴的高技术加工方法,广泛应用于改善材料性能、生成新材料、消毒灭菌、食品保鲜等领域,其应用前景十分诱人.介绍了NFZ＿10辐照用电子直线加速器的主要束流性能指标和这些指标的测试方法及测量结果.结果表明,主要束流性能指标均达到和超过设计指标要求,优于国家行业标准指标要求.其中:能量不稳定度≤±1.8%,优于设计指标≤±3%;束流不稳定度≤±0.9%,优于设计指标≤±5%;扫描不均匀度≤±3.2%,优于设计指标≤±5%的要求.     

偏振耦合实现分布反馈光纤激光保偏输出

提出了一种通过偏振模式耦合方式实现分布反馈光纤激光器保偏输出的方法,分布反馈光纤激光器是由刻写在有源光纤上的相移光栅构成的一种窄线宽光源。由于侧面紫外曝光过程造成的光纤极化,这种光纤光栅激光具有线偏振特性,但光路结构一般是由单模光纤构成,因此激光的线偏振特性无法保持。通过监测激光偏振耦合输出功率,可以间接识别激光线偏振方向,将激光线偏振方向和保偏尾纤二次耦合熔接,可以实现窄线宽分布反馈光纤激光的保偏输出。实验得到了偏振消光比大于30 dB,输出稳定线偏振光的分布反馈光纤激光器,且激光效率、线宽、噪声等较原始单模输出时均未发生明显变化。     

2.5MV静电加速器ns脉冲离子源的研制

２．５ＭＶ静电加速器ｎｓ脉冲离子源的研制袁其清代云方李宗培（原子核科学技术研究所）利用毫微秒脉冲束进行中子物理实验，可使测量本底显著降低，能提高测量精度［１～３］．我们为使２．５ＭＶ质子静电加速器能提供能量为１～２．５ＭｅＶ毫微秒脉冲束流的要求，在对...     

医用电子直线加速器及机房的屏蔽防护

医用电子直线加速器被广泛应用,得到迅速发展,医用电子直线加速器的辐射防护问题已引起了社会的普遍关注。根据医用电子直线加速器的辐射特性,屏蔽是其辐射防护的主要方法。NCRP报告反映了医用电子加速器机房的屏蔽防护研究现状,我国也制定了一系列的法律法规,以满足人们对电离辐射防护日益提高的需求。