加速器磁铁旋转线圈测量法的原理及程序设计

例谈几种常见加速器的工作原理

例谈几种常见加速器的工作原理 浙江奉化中学 王军明 加速器的全称是“带电粒子加速器”,顾名思义，它是利用电磁场加速带电粒子的装置。带电粒子包括电子、质子、α粒子和各种离子。加速器将电磁能量转移给带电粒子,使带电粒子速度加快,能量增高。自1931年首台静电加速器问世以来，这种作为探索原子核结构而发展起来的粒子加速器得到迅速的发展。加速器类型已增加到20多种。数量已达五千多台。按粒子在加速过程中的轨迹和加速原理相结合的分类方法：可分为高压加速器、感应加速器、直线加速器和回旋加速器。04年高考又把“回旋加速器”列入考试大纲，所以本文结合例题简单谈谈这几类加速器的工作原理。 一、高压加速器 高压加速器是利用直流电场加速带电粒子的加速器。这类加速器结构简单，造价低廉。 例1、串列加速器是用来产生高能离子的装置。如图（一）中虚线框内为其主体的原理示意图，其中加速管的中部b 处有很高的正电势U,a 、c 两端均有电极接地（电势为零）。现 将速度很低的负一价碳离子从a 端输入，当离子到达b 处时， 可被设在b 处的特殊装置将其电子剥离，成为n 价正离子， 而不改变其速度大小，这些正n 价碳离子从c 端飞出后进入 一与其速度方向垂直的、磁感应强度为B 匀强磁场中，在磁 场中做半径为R 的圆周运动，已知碳离子的质量 kg m 26100.2-?=，v U 5105.7?=，,2,50.0==n T B 基 元电荷c e 19106.1-?=,，求R. 解析：设碳离子到达b 处时的速度为1v ,从c 端射出时的速度为2v ，由能量关系得eU mv =2121 ……①，neU mv mv +=21212221……②，进入磁场后，碳离子做圆周运动，可得R v m B nev 222=……③ ， 由以上三式可得 e n mU nB R )1(21+=……④ ， 由④式及题给数值可得R=0.75m 二、感应加速器 例2，电子感应加速器是利用变化磁场产生的电场加速电子的。在圆形磁铁两极之间有一环形真空管，用交变电流励磁的电磁铁在两极间产生交变磁场，从而在环形室内产生很强的电场，使电子加速。被加速的电子同时在洛仑兹力的作用下沿圆形轨道运动。在10-1ms 内电子已经能获得很高的能量了。最后把电子引入靶室，进行实验工作。北京正负电子对撞机的环行周长为=240m,加速后电子在环中做匀速圆周运动的速率接近光速，其等效电流大小I=8mA,则环中约有多少个电子在运行？ 解析：一周内每个电子通过每一截面一次，设电子个数为N,周期为T.则,T Ne I =c L T =,

直线加速器

医科达电子直线加速器技术参数 1、双模式的数字化加速器，提供宽范围的X线和电子线能量，充分满足放射治疗外照射的临床需要。 2、射线束能量：多能量可定制性：多至2档X射线能量(4~18 MV)和6档电子线能量(4~20 MeV) 3、主机性能及配置： （1）独特设计的滚筒式机架：高度可靠性和稳定性，开放的机架结构，便于维修，最低的等中心高度（124cm），最大的等中心到治疗头的净空间距离45cm。 （2）高效能的行波加速管：行波加速管二十年无条件保用，允许较低的电压梯度，对行波加速管的真空要求低，使电子枪等部件可快速拆卸并易于更换。 （3）大功率FasTraQ磁控管：专门的紧凑型微波功率源，5MW功率输出，具有快速调谐的能力，快速的束流切换特性<0.1秒，提供24个月的保用期。 （4）滑雪式偏转系统：完全的消色散系统，并维持射束的对称性，伺服控制的三极磁偏转系统，精确的靶点聚焦，极佳的半影。 （5）可单独拆卸更换灯丝的电子枪：电子枪伺服系统反应快速，确保束流能量的精度。（6）六通道开放式结构的电离室：最新型超薄壁陶瓷材料电离室，自动校正KTP（温度、湿度、气压），监测射线的剂量、对称性和平坦度，具有长期的高灵敏和高稳定性，适合精确的伺服控制射线束流，重复精度：+/-0.5%，线性精度：+/-1%，2-10MU时的线性精度对保证IMRT的放疗精度尤其重要，旋转（运动束流）投照时的稳定性：±1%，分辨率：0.1MU。（7）运动系统：用于操纵治疗头、机架及病人床的运动，手控盒可操纵加速器的所有动作，治疗头上有四个控制钮，可操纵治疗头的所有运动，治疗床两边各有一个控制板，可操纵床的所有运动，所有运动都是无线调速。 （8）安全连锁系统：通过硬件限位和软件防碰撞二种方式，确保病人和操作人员的安全。（9）真空系统：维持加速管和电子枪的真空状态，在加速器中有效使用离子泵，有助于减少能源消耗，保护环境，并维持高的开机率。 （10）水冷系统（内循环）：保证加速器的频率稳定，进而保证能量的稳定，用于加速器的热交换。 4、控制系统：全新的第三代全集成、全数字控制系统，确保更为平顺的流程工作方式，有效地提高治疗病人的周转率，基于Windows平台的图形用户界面，易学习和使用，模块化软件结构，配置安装各种功能模块，满足不同的临床治疗模式的需要；便利的系统可升级能力。将来可方便实现加速器的性能升级和功能扩展；兼容IMPAC放疗管理系统和第三方的记录验证系统；所有的Precise数字化加速器都可以远程连接。远程维修功能根据维修合同的协议用软件激活。 5、LCS控制柜硬件Mk3i包含：控制处理单元，英特尔中央处理器，RMX实时多任务并行处理操作系统，MLC视频处理板，显示处理单元，Windows XP操作系统，2块SCSI接口的高速硬盘，四端口XVGA图形处理卡，5端口USB PCI适配卡，DVD-R/W驱动器，3.5”软盘驱动器，LCD照射剂量显示板，操作键盘、鼠标，不间断电源，21”液晶监视器。 6、软件许可证Desktop Pro R7.01：所有加速器配置中的核心必配的软件模块。 （1）快速治疗模式：可以快速治疗临时病人，或实施无需预处方的姑息性治疗。 （2）旋转治疗模式：光子线和电子线的旋转治疗，可顺时针和逆时针旋转。 （3）自动摆位：根据病人摆位参数，实现加速器的自动摆位功能。 （4）内置的维修模式：用于系统校准和在屏幕显示故障分析，例如：快速出束；备份校准文件；帮助调节机器参数；病人的MLC（所有功能）数据库的数据备份/复原；注销机器参数的显示项目；允许临床使用超载的机器参数；禁止临床使用存储的射束数据投照；选择机器状态，配置显示监视项目；显示维修页面，编辑机器的参数项目部分。维修模式下的DICOM

加速器设计

机械设计课程设计（论文）题目：单级斜齿减速器 院（系）：机械工程系 _ 专业班级：_机械设计制造及其自动化0922班 学号： 200950616208 学生姓名： 指导教师： 起止时间： 2009.12.21 ～2009.1.03

目录 l 设计分析..................................................... 2 电动机的选择计算............................................ 3 传动装置的运动和动力参数计算.............................. 4 传动零件的设计计算.......................................... 5 齿轮的设计计算................................................ 6 轴的设计计算................................................ 7 减速器高速轴的校核.......................................... 8 减速器高速轴滚动轴承的选择及其寿命计算.................. 9 高速键联接的选择和验算...................................... 10 联轴器的选择................................................. 11 润滑与密封.................................................. 12总结..... ...... ............................................... 13参考文献........................... .........................

加速器磁铁电源数字化逻辑控制电路的设计

第28卷 第3期核电子学与探测技术 V ol.28 N o.3 2008年 5月Nuclear Electr onics &Detection T echnolo gy M a y. 2008 加速器磁铁电源数字化逻辑控制电路的设计 龙锋利,胡 伟,程 健 (中国科学院高能物理研究所中国科学院研究生院,北京 100049) 摘要:加速器磁铁电源的逻辑保护和控制一般通过可编程逻辑控制器PL C 实现。随着现代加速器 技术的发展,电源的控制趋于全数字化,电源的逻辑控制可以综合至其数字控制芯片中得以实现,例如现场可编程门阵列F PGA 。文章介绍了两种加速器磁铁电源数字化逻辑控制电路的设计方法,以F P -G A 作为控制器件,实现电源的逻辑保护和控制功能。 关键词:加速器磁铁电源,逻辑保护和控制,现场可编程门阵列 中图分类号: T L50315 文献标识码: A 文章编号: 0258-0934(2008)03-0567-04 收稿日期:2008-03-07 作者简介:龙锋利(1977)),女,博士,主要从事加速器磁铁电源技术的研究 北京正负电子对撞机(BEPC)的主磁铁电源采用了继电器进行逻辑保护和控制。电源辅助回路和主回路的开/关控制及连锁保护等功能通过继电器逻辑实现。由于继电器的抗干扰性、灵活性及使用寿命等多方面限制,BEPC 电源系统由于继电逻辑保护的故障维修占用了大量机时。因此在BEPC 的重大改造工程BEP -CII 的主磁铁电源系统中,采用PLC 实现电源内部的逻辑控制及连锁保护。PLC 的抗干扰能力强,且编程简单,控制灵活,广泛应用于加速器领域。在BEPCII 的运行中,电源系统的内部逻辑控制功能运行完好,极大减少了电源运行的故障率。 随着现代加速器技术的发展,用全数字控制替代传统的模拟控制成为加速器电源技术的发展趋势。近些年现场可编程门阵列(FPGA)的面貌正日新月异:逻辑单元不断增加,单位成本和功耗不断降低,设计的灵活性和快速转换能力不断提高;在单个FPGA 中,集成电源的调节器、控制接口及逻辑控制和连锁保护功能 成为可行的解决方案 [1] 。本文介绍了两种用 FPGA 实现电源的逻辑控制功能的方法,可以取代现在应用于电源系统的PLC,是电源的数字控制器不可分割的一部分。 1 系统功能 一般将加速器主磁铁电源内部的逻辑控制和连锁保护简称为电源的逻辑控制。对于传统的模拟控制电源,采用模拟调节器,参考值和反馈值均为模拟信号。电源的逻辑控制分为本地和远地(中央控制室监控)控制,本地控制时参考值通过电源本机的模拟电位器给出;而远控则经过数模转换器DAC 给出。电源的开关操作,分为本地和远地的开关操作,电源自身又分为主回路和辅助回路的开和关操作。电源内部的PLC 将负责控制本/远地的切换及主/辅回路的开/关机操作。为保护电源及磁铁负载,PLC 还将负责电源的连锁保护,例如磁铁负载超温,输出电流超过限值等,PLC 检测到这些信号,将控制切断电源的主回路,或者封锁脉冲(例如开关型电源,则封锁输出的脉宽调制信号),采用数字调节器,参考值直接为数字量,因此对于电源的逻辑控制而言,无需经过本/远地操作来切换参考值 567

加速器原理总结

加速器原理总结 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

加速器原理总结 第一章：绪论 1、加速器的分类： 1) 按加速粒子的种类分: ①电子加速器;②离子加速器;③全粒子加速器. 2) 按粒子运动轨道形状分: ①直线加速器;②回旋加速器;③环形加速器. 3) 按加速电场的种类分 ①高压;②感应;③高频共振加速器; 2、加速器束流品质 （1）粒子的品种（电子、离子、全粒子） （2）束流能量及可调范围; （3）束流的能散度：E E ? （4）束流强度及时间特性：I，直流束或脉冲束。 （5）束流的发射度： ' (,) S r r ε π =() mm mrad ? 3、粒子运动参数的相对论表达式 相对速度：v c β= 粒子质量： m= 粒子能量：

2 0mc ε=; 22 mc ε== = 001)W εεε=-=- 2 0() w P mv m c mc c c βεβ β+==== 由：22 mc ε== = 1 2 220 ()βεεε=- ? 1112222 2 00001122000111()[()()][()]11 [(2)][(2)]P w c c c w w w c c εεεεεεεεεεεε=-=-+=+=-+=+ 第二章 带电粒子的产生→电子枪和离子源 1、电子枪-基本结构和工作原理 （1）热发散电子枪的结构及工作原理 （2）场致式电子枪的结构及工作原理 2、离子源-基本结构和工作原理 （1）高频离子源的结构及工作原理; （2）双等离子源的结构及工作原理; （3）ECR 离子源的结构及工作原理. （4）离子源中产生等离子体的基本过程：电离、离解过程；复合过程；动态平衡。 3、离子源的束流品质 （1）束流强度； （2）束流的发射度；

加速器概述

加速器概述 accelerator 定义 定义：一种使带电粒子增加速度（动能）的装置。加速器可用于原子核实验、放射性医学、放射性化学、放射性同位素的制造、非破坏性探伤等。粒子增加的能量一般都在0.1兆电子伏以上。加速器的种类很多，有回旋加速器、直线加速器、静电加速器、粒子加速器、倍压加速器等。加速器是用人工方法把带电粒子加速到较高能量的装置。利用这种装置可以产生各种能量的电子、质子、氘核、α粒子以及其它一些重离子。利用这些直接被加速的带电粒子与物质相作用，还可以产生多种带电的和不带电的次级粒子，象γ粒子、中子及多种介子、超子、反粒子等。目前世界上的加速器大多是能量在100兆电子伏以下的低能加速器，其中除一小部分用于原子

核和核工程研究方面外，大部分用于其他方面，象化学、放射生物学、放射医学、固体物理等的基础研究以及工业照相、疾病的诊断和治疗、高纯物质的活化分析、某些工业产品的辐射处理、农产品及其他食品的辐射处理、模拟宇宙辐射和模拟核爆炸等。近年来还利用加速器原理，制成各种类型的离子注入机。以供半导体工业的杂质掺杂而取代热扩散的老工艺。使半导体器件的成品率和各项性能指标大大提高。很多老工艺不能实现的新型器件不断问世，集成电路的集成度因此而大幅度提高。加速器的发展 1919年英国科学家卢瑟福(E.Rutherford)用天然放射源中能量为几个MeV、速度为2×109厘米/秒的高速α 粒子束（即氦核）作为“炮弹”，轰击厚度仅为0.0004厘米的金属箔的“靶”，实现了人类科学史上第一次人工核反应。利用靶后放置的硫化锌荧光屏测得了粒子散射的分布，发现原子核本身有结构，从而激发了人们寻求更高能量的粒子来作为“炮弹”的愿望。 静电加速器（1928年）、回旋加速器（1929年）、倍压加速器（1932年）等不同设想几乎在同一时期提了出来，并先后建成了一批加速装置。 粒子加速器particle accelerator 用人工方法产生高速带电粒子的装置。是探索原子核和

国内外加速器极高真空技术进展

Chinese Physics C(HEP&NP)Vol.32, ,Mar.,2008 1) ( 730000) ; ; ; . 1 . , (P 10?10Pa). , . 2 2.1LHC , , (CERN) (LHC) .LHC 7TeV , 26.7km, 75%, , .LHC [1] : ; . 10?4Pa , 100h , . , 1.9K , , , ( H2 , 100h H2 1013～15H2m?3)[1]. ( 1000 [2]). , . , LHe , 5—20K. , 4%. 1.9K , , . 2.2F AIR (GSI) (FAIR) 2 ,4 [3]. SIS100 SIS300 1084m, , 5×10?10Pa. LHC ,SIS100 SIS300 80% , LHe (4—15K) .20% 300℃ ;4 (CR,211m) (RESR,245m) (NESR,222m) (HESR,574m). , , + , P 5×10?10Pa; 2.5km, P=1×10?7Pa, P 5×10?10Pa.

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48Chinese Physics C(HEP&NP)Vol.32 (References) 1LHC Design Report,CERN,Geneva,2003 2CAS,CERN,Geneva,1999 3Kramer A.GSI Vacuum Group,Darmstadt,Germany 4Kurisu H.IVC-17,VST09-IS1,2007,Stockholm,Sweden 5Chiggiato P,Pinto P C.CERN-TS-2006-001 6Baglin V.Vacuum,2007,81:803—807 7LI De-Tian,LI Zhen-Hai,GUO Mei-Ru et al.Vacuum Sci-ence&Technology,2007,26(2):92—96 Progress of XHV Technology at Particle Accelerators YANG Xiao-Tian1) (Institute of Modern Physics,Chinese Academy of Sciences,Lanzhou730000,China) Abstract Recent vacuum system development with an XHV condition for the particle accelerators is brie?y described. The progress of selecting and treatment of the materials used in XHV systems is introduced,and the choice of the main pump for an XHV system and some new pumping method are presented.Some leak detection experiences both for the superconducting and warm vacuum systems are recommended and the status of XHV measurement and the gauge calibration are introduced. Key words particle accelerator,extreme high vacuum(XHV),gasload

齿轮设计计算Inventor设计加速器

我们知道齿轮是一种传动装置，它主要的功能就是改变力的方向，改变力的作用点，可在360度范围内任意改变，特别是多个齿轮共同协作的情况下。由于它的特殊作用，它被广泛地应用在机械传动及整个机械领域中。例如机床，齿轮箱，飞机轮船及日常生活中应用的手表、电扇等。齿轮的三维建模能够逼真地展现零部件的结构特征，并且为后续的数控加工、模具设计、有限元分析和机构运动分析提供基础。而齿轮的设计计算则能够验证我们在设计过程中齿轮的强度、材料等能否达到我们的设计要求，在Inventor 中的“正齿轮”就是这样一个设计计算齿轮的工具，满足我们在实际工作过程中的需求。 齿轮设计计算 Inventor 设计加速器作者 /蒋芳

齿轮设计计算 1.齿轮的设计 选择几何图元计算类型 ◎1.1 根据用户选定的设计向导启用“设计”选项卡中的编辑字段。 如果您已知所有正齿轮参数并且要插入正齿轮模型，建议您选择“中心距”或“总变位系数”。使用这些选项可以插入很多输入参数。 模数和齿数 根据中心距和其他输入参数计算模数和齿数。 齿数 根据中心距和其他输入参数计算齿数。 中心距 根据所有其他输入参数计算中心距。 总啮合变位系数 根据中心距和所有其他输入参数计算总变位系数。 注意该类型会受其他输入的影响，我们建议您选择该选项以进行最终设计校正。 我们这个例子以模数和齿数为例

◎1.2填写相关参数 我们需要设计齿轮的齿数和模数，将已知的参数如传动比，中心距，齿宽，变位系数等填入到以下表格中。生成的齿轮可以是直接生成零部件或特征。对于一对相互啮合的齿轮您也可以只生成其中的一个，另一个选择无模型就可以了。

高精度加速器特种磁铁电源的研究(张希泰)

高精度加速器特种磁铁电源的研究 张希泰1, 王有云2 , 党怀东2, 杨荣2 （1. 兰州长城电工股份有限责任公司，甘肃兰州730000 2 .天水电气传动研究所有限责任公司，甘肃天水741018） 摘要：针对同步加速器系统中小电感、大电流特种磁铁对电源的高稳定度、低纹波的严格要求，提出了一种基于两级Buck Chopper电路串联的多相多重化的拓扑结构，分析了其工作原理。试验结果表明,该方案满足了同步加速器特种磁铁对电源的高要求。 关键词：磁铁；高稳定度；低纹波；多相多重化 中图分类号：TM461 文献标识码：A Research for the High Precision Power Supply for Special Magnet of the Synchrotron ZHANG Xi-tai1, W ANG Y ou-yun2, DANG Huai-dong2, YANG rong2 (1. Lanzhou Great Wall Electrical co.,LTD Lanzhou 730000, China 2. Tianshui Electric Drive Research Institute Co.,Ltd, Tianshui 741018, China) Abstract:In synchrotron, a few special magnet which with low inductance and high working current has extremely requirements for the power supply, it need high stabilized output current and low voltage ripple. A multiphase and multiple configuration topology based on two buck chopper in parallel is researched in this paper, the test results indicates this scheme can fulfil the special requirements. Key words: low inductance; high-precision; low voltage ripple; multiphase and multiple configuration 1. 引言 随着电力电子技术的迅速发展，高频开关电源的应用已越来越广泛。特别是近年来基础物理研究在工业和医疗上越来越多的应用，我国加大了各种加速器的建设，这就需要高性能的加速器磁铁电源。加速器物理研究领域，常常需要具有 1作者简介： 张希泰：男，陕西户县人，1962年11月生，高级工程师，硕士，研究方向为中压电器、高精度加速器特种电源

感应加速器的原理和技术

感应加速器的原理和技术 张伦 （国防科大三院三队，长沙，410072） 摘要：简要分析了回旋加速器存在的缺陷，说明了感应加速器的原理，并对相关技术进行了初步的探究。 关键词：感应加速器 1 问题的提出 目前，粒子加速器按照粒子加速过程中路径的不同可分为直线型和曲线形，在中学的学习中，我们简要的了解了直线型加速器和劳伦兹回旋加速器的相关原理。劳伦兹加速器能够实现在小范围内利用较低电压加速粒子的目的，减少了加速器的建造成本和体积，但是劳伦兹加速器在粒子加速上有不可避免的自身缺陷： 最初发明回旋加速器的思想是：粒子在无场的D 型盒内转半个周期的时间，必须严格等于D 型间隙的加速场变化半个周期的时间。可是实际上，考虑高速情况下粒子质量的相对论效应，粒子在磁场中的旋转周期是随着粒子能量的增长而增长的。[1] ZeB m T c π2= （1） 2/120)1(β-=m m ~质量相对论效应 （2） 另一方面由于磁感应强度B 沿着半径增大而减小，两者更加大了在粒子加速过程中旋转周期c T 与加速电场周期间的差距。从而使粒子 不能与加速电场“谐振”而导致在电场中减速，限制了最大速度。

2 解决原理 由电磁感应定律可知：随时间变化的磁感应强度B 会感生涡旋电场，其大小和分布由下式决定： t B E ??-=?? （3） 在电子感应加速器中，通常采用轴对称分布的磁场，因此涡旋电场的形状是闭合的圆环，电场的方向则与磁感应强度增长的所组成的右手螺旋系统方向相反。由于涡旋电场的性质，进入到电场区并符合一定初始条件的粒子，有可能被这样的涡旋电场连续的加速而获得较大的速度，并且在这个过程中不受粒子质量相对论效应的影响。这样就克服了回旋加速器的速度限制。 3、感应加速器原理和技术 3.1沿恒定轨道加速电子的条件 在轨道附近的环形狭窄区域，设置了迫使电子做圆周运动的导引磁场，为了使电子在加速过程中沿一个恒定的轨道运动，必须是导引磁场强度)(0 t B R 随时间的增长率与粒子动量)(t P 的增长率之间保持平衡，由此决定粒子加速过程中运动的平衡轨道[2]，下面我们探究两者之间关系： 粒子在磁场中作圆周运动，洛伦兹力提供向心力，满足 )()()(020 2t B t ev R t mv R = （4） 即 ) ()(00t eB t P R R = （5）

重离子加速器磁铁电源控制系统研制

第４９卷第２期 原子能科学技术Vol ．４９，No ．２　２０１５年２月Atomic Energy Science and Technology Feb ．２０１５ 重离子加速器磁铁电源控制系统研制 刘伍丰１，乔卫民２，敬　岚２，郭玉辉２，张世杰１，陈天飞１，刘楠嶓１ （１．河南工业大学电气工程学院，河南郑州　４５０００１；２．中国科学院近代物理研究所，甘肃兰州　７３００００） 摘要：重离子加速器通过一定周期的磁场对带电粒子进行约束，磁铁电源是产生所需磁场的关键部件，因此，要求磁铁电源控制系统具备高效性、稳定性、精确性。磁铁电源需按加速器运行周期进行响应运行。重离子加速器磁铁电源的时序必须严格按重离子加速器控制系统的控制时序进行控制。本工作研制了重离子加速器磁铁电源控制系统，通过磁铁电源控制器与同步时钟系统的通信进行控制时序的运行；通过与中央数据库的数据通信获取磁铁电源控制器所需的全部数据（如同步事例数据、波形数据等）。同步时钟信号一旦触发，磁铁电源控制器进行相应的数据获取并进行插值运算输出至磁铁电源进行控制。重离子加速器磁铁电源控制系统同步精度为１μs ，实验平台测试控制器平台纹波精度为１００pp m ，能满足重离子加速器实验运行的要求。 关键词：重离子加速器；磁铁电源；控制系统 中图分类号：TL ５０３．６；TL ５６；T P ２３ 文献标志码：A 文章编号：１０００‐６９３１（２０１５）０２‐０３６２‐０４收稿日期：２０１３‐１１‐１９；修回日期：２０１４‐０２‐０６ 基金项目：国家自然科学基金资助项目（１１００５１３６）；国家星火计划资助项目（２０１３G A ７５０００６）；中国科学院西部之光人才培养计 划资助项目（Y １０７１３０XBB ）；河南工业大学高层次人才基金资助项目（２０１２BS ０３６） 作者简介：刘伍丰（１９８３—），男，湖南邵阳人，高级工程师，博士，从事加速器控制、控制工程、数据获取等研究doi ：１０．７５３８／y zk ．２０１５．４９．０２．０３６２ Development of Magnet Power Supply Control System for Heavy Ion Accelerator LIU Wu ‐feng １，QIAO Wei ‐min ２，JING Lan ２，GUO Yu ‐hui ２，ZHANG Shi ‐j ie １ ，CHEN Tian ‐fei １，LIU Nan ‐bo １ （１．Colle g e o f Electrical En g ineering ，Henan Universit y o f Technolo gy ，Zhen g z hou ４５０００１，China ； ２．Institute o f Modern Ph y sics ，Chinese A cadem y o f Sciences ，L anz hou ７３００００，China ） Abstract ：　T he heavy ion accelerator constrains particles by magnetic field ，and the mag ‐net power supply is the important part for making magnetic field ．T herefore ，the mag ‐net power supply control system needs high efficiency ，high stability and high accuracy ．T he magnet power supply response operated according to accelerator ’s cycle ．T he mag ‐net power supply control system for heavy ion accelerator was developed ．T he magnet p ower supply control timing of heavy ion accelerator is consistent with the control cycle of heavy ion accelerator control system ．And the synchronous timing system triggers magnet power supply ．All control data of magnet power supply （such as synchronous event data and waveform data ）are obtained from center oracle database of heavy ion

磁直线加速器

今天我们来做一个简单好玩的”武器”，高斯来复枪。利用永磁体的磁力来增加钢珠的动能，并将其高速发射出去。只要用到我们初中所学的简单力学原理。 演示视频下载 材料准备： 1、凹槽：1条，到五金店去买一根固定电线用的塑料压就好了，要求内槽面尽量光滑。 2、磁铁：数个。 3、钢珠：若干个，各五金店有售。 操作步骤： 1、将磁铁固定在凹槽的底部，上面放置数个钢珠，如图排列，构成一级加速器。为了避免钢珠全部吸附在一起，用铁丝分隔。 2、重复上述的步骤，多做几级加速器，依次排列在凹槽上。

3、当右方的1号钢珠以一定的初速度靠磁铁近时，会在磁力的作用下获得加速度。 4、当它撞上2号钢珠时，根据动量守恒的原理，由于两个钢球质量相等，1号钢珠静止下来，2号钢珠以撞击时的速度前进，同理，这份动量一直传递给了5号钢球，而且5号钢珠所处的位置离磁铁的距离较入射的1号钢球要远，所以这时候它所获得的动能等于1号钢球的初始动能加上磁力做功产生的能量，最终5号钢球飞出的速度比1号钢球的初速度要大很多。 5、5号钢球往前运动，遇到另一级加速器的6号钢球，重复相同的撞击步骤，一级一级加速下去，使得凹槽中的运动的钢球速度越来越快，最后高速弹射出去。

注意事项： 1、凹槽下使用的磁铁M，磁性越强，钢珠能获取的加速度就越大。 2、之所以每一级的加速器都在磁铁左方放上三个钢珠，是为了减低磁铁对该级最左方钢珠的磁力，使得碰撞传导的动能不致因克服磁力作用而损失。两块磁铁之间的距离，以及磁铁之间需安排多少颗钢珠，需要根据磁铁的磁力强度来作调整。 3、确保所有钢珠在碰撞时都处在同一直线，以减少额外的动能损失。 4、理论上加速的级数越多，最终速度越快。你可以找长一点的导轨多去试试，看看能做到的终极速度到底是多少。 BTW：要是速度快到飞出地球的话，我不负责帮你取回钢珠哦，嘿嘿！

关于医用电子直线加速器,你必须了解这些!

关于医用电子直线加速器，你必须了 解这些！ 近些年，国内的医用加速器技术水平取得了较大进步，在技术的先进性、质量的可靠性，产品的一致性和稳定性方面都得到了不同维度的提升。大体而言，国产放疗设备已经形成了一个完整的体系，具备了提供整套放疗解决方案以服务于患者治疗的能力。 虽如此，国内电子直线加速器高端市场仍主要为医科达、瓦里安、西门子等三家进口企业占领。国产厂商包括新华医疗、东软医疗、海明医疗、利尼科、广东中能、海博科技等主要还是以中低端产品为主，上海联影近几年也涉足了放疗领域，但还未见产品正式上市。 本篇主要以电子直线加速器的基础概念知识为主，在下一篇中，器械之家将主要针对国内电子直线加速器市场及品牌做重点阐述。 电子直线加速器的工作原理 医用电子直线加速器是利用微波电场对电子进行加速，产生高能射线，用于人类医学实践中的远距离外照射放射治疗活动的大型医疗设备，通过下面这个

视频来了解一下电子直线加速器的工作原理：它能产生高能X射线和电子线，具有剂量率高，照射时间短，照射野大，剂量均匀性和稳定性好，以及半影区小等特点，广泛应用于各种肿瘤的治疗，特别是对深部肿瘤的治疗。 医用电子直线加速器的分类 01 按输出能量划分 按照输出能量的高低划分，医用电子直线加速器一般分为低能机、中能机和高能机三种类型。不同能量的加速器的X射线能量差别不大，一般为4、6、8MV，有的达到10MV以上。 低能医用电子直线加速器 低能医用电子直线加速器是一种经济实用的放射治疗装置，可以满足约85%需进行放射治疗的肿瘤患者的需要，而需要进行放射治疗的肿瘤患者又占全部肿瘤患者的70%左右。 (1)只提供一挡X-辐射，用于治疗深部肿瘤，x-辐射能量4—6MV，采用驻波方式时加速管总长只有30cm左右，无需偏转系统，同时还可省去聚焦系统及束流导向系统，加速管可直立于辐射头上方，称为直束式。直束式的一个优点是靶点对称。

电子加速器的技术维护

工业辐照直线电子加速器技术维护要点与实践 王超其陆锐锋 舟山雷大电子科技有限公司 【摘要】根据工业辐照直线电子加速器系统特点和工作条件的特殊性，分析了技术维护工作中应注意的要点与常见故障的排除方法，提出了保障其安全可靠运行的几项技术维护和改造措施。 【关键词】电子加速器技术维护电真空器件 1 前言 应用于食品、医疗用品辐照灭菌和其他大剂量、连续工作用途的直线电子加速器，由于输出束功率大、连续工作时间长、系统复杂，技术维护工作稍有不慎，便有可能产生重大故障。况且，直线电子加速器系统牵涉多方面的专业，技术上实现的方法多种多样，工作状态和环境也各不相同，又很少有综合性的技术维护方面的资料可供参考，故障停机时如未能及时修复后果影响严重，维护工作的难度可想而知。 根据我们多年来在电子加速器技术维护过程中所碰到的各种问题以及维修、局部改造经验，在对整个系统深入了解的基础上，分门别类有针对性地实施技术维护工作，防患于未然，是能够掌握主动权，保证设备安全可靠运行的。即使出现故障，也能很快找到问题所在，快速排除。对于速调管、电子枪等大型电真空器件，注意其合适的工作条件和维护措施，还能大幅度提高其工作寿命，节约可观的运行成本。 2真空系统常见故障与解决办法 电子加速器必须在高真空条件下运行，要求真空度要达到1×10-8P a左右，平时由数个溅射离子泵维持其需要的真空度。由于连接部件多，形状复杂，以及材料缺陷等原因，真空系统的故障随时都有可能出现，而且一旦真空出现问题，查找起来非常困难。真空系统容易出问题的是焊接部位，两个厚薄不一的部件如厚法兰与薄壁管焊接时，不管用氩弧焊还是电弧焊，都存在受热不匀冷却后在材料内部残留内应力的问题。这种情况开始用仪器检漏都检不出来，但随着使用时间的增加，设备开关机多次重复温差变化，就有可能产生细微裂缝而导致系统真空变坏。

一级直齿圆柱齿轮加速器的设计(有全套图纸)

有全套图纸QQ1074765680 目录 设计任务书…………………………………………………… 一、传动方案的拟定及电动机的选择 (2) 二、V带选择 (4) 三．高速级齿轮传动设计 (6) 四、轴的设计计算 (9) 五、滚动轴承的选择及计算 (13) 六、键联接的选择及校核计算 (14) 七、联轴器的选择 (14) 八、减速器附件的选择 (14) 九、润滑与密封 (15) 十、设计小结 (16) 十一、参考资料目录 (16)

设计题号：3 数据如下: 已知带式输送滚筒直径320mm ，转矩T=130 N ·m ，带速 V=1.6m/s ，传动装置总效率为?=82%。 一、拟定传动方案 由已知条件计算驱动滚筒的转速n ω,即 5.953206 .1100060100060≈??=?= π πυωD n r/min 一般选用同步转速为1000r/min 或1500r/min 的电动机作为原动机，因此传动装置传动比约为10或15。根据总传动比数值，初步拟定出以二级传动为主的多种传动方案。 2.选择电动机 1）电动机类型和结构型式 按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y （IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 2）电动机容量 （1）滚筒输出功率P w kw n T 3.19550 5.951309550P =?=?= ωω （2）电动机输出功率P kw d 59.1% 823 .1P P == = η ω 根据传动装置总效率及查表2-4得：V 带传动?1=0.945；滚动轴承?2 =0.98；

圆柱齿轮传动?3 =0.97；弹性联轴器?4 =0.99；滚筒轴滑动轴承?5 =0.94。 （3）电动机额定功率P ed 由表20-1选取电动机额定功率P ed =2.2kw。 3）电动机的转速 为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。由表2-1查得V带传动常用传动比范围i1 =2~4,单级圆柱齿轮传动比范围i2 =3~6，则电动机 转速可选范围为n d= n ω·i1·i2 =573~2292r/min 放油螺塞 选用外六角油塞及垫片M14×1.5 根据《机械设计基础课程设计》表13-7选择适当型号： 起盖螺钉型号：GB5783～86 M6×20,材料Q235 高速轴轴承盖上的螺钉：GB5783～86 M6×20,材料Q235 低速轴轴承盖上的螺钉：GB5783～86 M6×20,材料Q235 螺栓：GB5782～86 M10×80，材料Q235 九、润滑与密封 1.齿轮的润滑 采用浸油润滑，由于为单级圆柱齿轮减速器，速度ν<12m/s，当m<20 时，浸油深度h约为1个齿高，但不小于10mm，所以浸油高度约为36mm。 2.滚动轴承的润滑 由于轴承周向速度为，所以宜开设油沟、飞溅润滑。 3.润滑油的选择 齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用

加速器原理及应用教学大纲

《加速器原理及应用》教学大纲 Principle of Accelerator 一、课程基本信息 课程名称：加速器原理及应用 Principle of Accelerator 课程代码：0805080220201 课程类别：专业课 学时：40学时 学分：3个学分 考核方式：考查 二、教学目的及要求 本课程重点讲述加速器基本概念、基本原理及其应用.希望学生通过本课程学习,深入了解各类加速器的工作原理、结构性能特点、及其主要应用领域. 三、教材 《加速器物理基础》陈佳洱编著，原子能出版社，1993年。 四、参考文献 1、《加速器原理》，徐建铭编著，科学出版社，1973年 2、《粒子加速器原理》, 杜伟燮编著，原子能出版社，1984年 3、《神通广大的射线装置-带电粒子加速器》,方守贤编著，清华大学出 版社，2001年 4、《加速器理论》，刘乃泉主编，清华大学出版社，2004年 五、先修课程 要求学生具备《高等数学》、《大学物理》、《数学物理方法》、《线性代数》、《电动力学》、《理论力学》、《高频电子学》等课程基础。 六、成绩评定 平时成绩、期末成绩各占30%和70%。 七、主要教学内容

第一章绪论(4学时) 一、加速器的基本构成 二、加速器的发展简史 三、加速器的分类 四、加速器的应用 五、粒子运动参量的相对论述 第二章带电粒子源(4个学时) 一、带电粒子束的主要参数 二、离子源的工作原理及结构 三、离子源的主要类型 四、电子和正电子源 第三章高压加速器(4学时) 一、概述 *二、高压发生器 三、高压电场与绝缘介质 四、加速管 五、高压加速器的其它技术 *六、典型高压加速器及其应用 第四章带电粒子在恒定磁场中的运动与聚焦(4学时) 一、粒子的封闭轨道和运动方程 二、带电粒子在均匀磁场中的运动方程 三、带电粒子在常梯度磁场中的运动 四、带电粒子在交变梯度磁场中的运动 第五章感应型加速器(4学时) *一、电子感应加速器工作原理 二、电子感应加速器的结构 三、电子束的性能及电子感应加速器的应用 四、直线感应加速器 第六章回旋加速器(8学时) 一、前言

直线加速器样本(中文版)

直线加速器 Clinac i X,Trilogy,2100C(D), 2300C/D,21EX,23EX

安装资料包瓦里安公司 Clinac 2100/2300C(/D)、21EX、23EX 目录 项目内容图号页码 1 简介 1 2 加速器机房的一般配置 1 3 治疗室机房设计要求 3.1 典型加速器治疗室立体投影图 3 3.2 典型加速器治疗室结构 6.23.0 4 3.3 加速器外型尺寸及所需占地尺寸 6.25.0 4 3.4 说明 4 3.5 屋顶吊环（用户负责提供并安装） 7 3.6 地板装修说明 7 3.7 治疗室中子门及迷路设计说明 8 4 设备搬运路径尺寸要求 6.24.0 9 5 底座安装 6.37.0 10 6 冷却水系统安装要求 6.43.0 11 7 通风与空调系统 14 8 压缩空气系统 15 9 电源及电气安装要求 9.1 电源要求 16 9.2 接地要求 16 9.3 电缆沟及典型电缆连接 6.39.0 17 9.4 治疗室弱电安装 6.40.0 18 9.5 电气接线图 6.41.0 20 9.5.1 电气接线图说明 20 9.5.2 调制器柜安装要求 6.36.0 22 9.5.3 UVR欠电压释放器及启动箱 22 10 控制设备布置/净空尺寸 6.27.0 23 24 11 室内储物柜要求 6.31.0 6.32.0 Clinac 2100/2300C(/D)和EX装运单26 瓦里安公司供货部件资料表27 安装前检查项目清单29 瓦里安公司加速器安装流程31 “Clinac”是瓦里安公司医用直线加速器的商品

1．简介 本版《安装资料包》包括了Clinac2100/2300C(/D)和21EX、23EX医用直线加速器对机房的要求及应注意的事项，供医院、设计单位以及施工单位参考。 本资料数据来源于瓦里安公司的Installation Data Package (IDP)。资料中所涉及的数据仅是IDP中的相关部分，以便于机房设计人员、场地工程师、专业技术人员初始设计阶段的协调工作。 本版《安装资料包》中各章节下包括的条目号与瓦里安公司的《Installation Data Package》(IDP)相对应，以便于查询使用。 ?加速器机房规划面积：165m2 ?加速器控制室规划面积：15 m2 ?治疗室内规划尺寸（不包括迷路）： 7.8m长×6.1m宽（参图6.23.0）治疗室内最小尺寸（不包括迷路）： 6.6m长×6.1m宽 进行全身放射治疗时，具体尺寸请与瓦里安公司核对。 ?为加速器提供电气辅助机房： 15m2（将稳压电源、调制柜、空气压缩机等设备安装在内）?为加速器提供水冷机房：9 m2水冷机室内机尺寸：770宽×1900高×770厚； 水冷机室外机尺寸：1180宽×1140高×400厚 水箱：350宽×500高×350厚 ?治疗室最小层高（从吊顶到最终地面）：2.75m （参图6.23.0） ?设备净重（不含底座）：12.5吨 ?所需电源：三相380V 60KW。需要为加速器提供稳压电源。 ?预安装：加速器底座预埋在混凝土地面中。请及时与瓦里安公司安装协调员联系。 ?冷却水循环：闭循环系统 2.加速器机房的一般配置 70 放射防护 放射防护的结构设计和射线泄露率的控制，必须由有资质的专业人员进行计算、检验和执行。瓦里安公司对放射防护墙或屏蔽以及相关的安全装置的效用，不承担审阅或其他责任。最终的建筑设计和防护方案必须由用户的专职物理师认可并且由用户完全负责。在正式的治疗开始之前，所有的辐射检测结果必须取得当地相关管理部门的认可。 53 通风系统