速调管功率源
放射治疗设备——最全重点
放射治疗专业《放射治疗设备》试题集1一、名词解释1、放射治疗:放射治疗是由一种或多种电离辐射的治疗方式组成的医学治疗。
通俗的讲，放射治疗就是利用放射源或各种医疗设备产生的高能射线对肿瘤进行治疗的技术，简称“放疗”。
2、放疗设备:利用原子核或人工装置产生射线治疗肿瘤的设备。
3、射线特性:4、以钴-60做放射源，用γ射线杀伤癌细胞，对肿瘤实施治疗的装置。
5、医用电子直线加速器：医用电子直线加速器是利用微波电场，沿直线加速电子到较高的能量应用于医学临床的装置。
6、放射治疗计划系统:7、剂量监测系统: 指的是加速器本身具备的剂量测量及监控系统。
8、医用电子加速器进行放射治疗的等中心原理：只要将患者的肿瘤中心置于等中心点上，无论旋转机架、辐射头和治疗床处于什么角度，或作任何旋转，辐射野中心始终与肿瘤中心重合。
9、加速管特性：电子刚注入到加速管中时，动能约为10-40KeV，电子速度约为电子速度就达到v=0.94-0.98c，其后能量再增加，时，电子速度就达到v=0.17-0.37c；当加速到1-2MeV时，电子速度也不再增加多少了。
10、外照射(teletheraphy): 位于体外一定距离，集中照射人体某一部位11、近距离照射(brachytherapy): 将放射源密封直接放入被治疗的组织内或放入人体的天然腔内进行照射。
12、射线中心轴：13、照射野(A)：14、源皮距(SSD)：15、源瘤距(STD)：放射源（（radioactive source）: 活度与比活度都在规定水平上一定量的放射性核素物16、放射源质。
17、辐射源（radiation source）: 放射治疗装置中能发射电离辐射的部件或放射源的统称。
18、辐射束（radiation beam）: 当辐射源可以看作点源时，由辐射源发出的、通过一个立体角内空间范围的电离辐射通量，泄漏辐射和散射辐射不构成辐射束。
19、辐射束轴（radiation beam axis）: 对于一个对称的辐射束，通过辐射源中心以及限束装置两对有效边缘中分线交点的直线。
C波段高效风冷大功率速调管
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｓｇ ｆａ ｈｉ ｆｉｉ ｎｃ ｓｒ ｃ ： ｅ ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｇｈ ｅ ｆｃｅ ｙ，ｆ ｒ ｅ ｉ ｏ ｉ ｎ ｉ ｗｅ ｂａ ｄ ｋｌ ｓ ｒ ｓ ｉ ｒ — ｏ ｃ ｄ ａ ｒ ｃ ｏｌｎｇ ａ ｄ ｈ ｇｈ ｐｏ ｒ Ｃ— ｎ ｙ ｔ ｏｎ ｉ ｎｔ ｏ ｄｕ ｅ ｃ ｄ． Ｔｈｅ ｔ ｓ ｉ ｇ ｒ ｓ ｔ ｆｔ ｙ ｔ ｏ ｒ ｒ ｓ ｎｔ ｄ． Ｔｈｅ ｐｕｌｅ ｏｕ ｐｕｔｐ ｅ ｔｎ ｅ ｕｌｓ ｏ ｈｅ ｋｌ ｓ ｒ ｎ ａ ｅ ｐ ｅ ｅ ｅ ｓ ｔ ｏｗｅ ｓ ｍｏ ｅ ｔ ａ ５０ ｋＷ ｔ ｒ ｉ ｒ ｈ ｎ ２ ａ ｔ ｎ ｈｅ ｂａ ｄｗｉ ｈ ｏ ０ Ｍ Ｈｚ ｗｉｈ ｔ ｆｉｉ ｎ ｙ ｏ ｏ ｅ ｔ ｎ ５ ｄｔ ｆ５ ｔ ｈｅ ｅ ｆｃｅ ｃ ｆｍ ｒ ｈａ ０ ａ ｈｅ ｇ ｉ ｆ ａ ｏｕ ０ ｄ ｎｄ ｔ ａ ｎ ｏ ｂ ｔ５ Ｂ．
求 。此 管 工作 电压 和 电流分 别 约为 ４ Ｖ 和 ¨ Ａ， ８ｋ 电子注 导 流系 数 Ｐ。 １ Ｐ左 右 ， 一 电子枪 为球 冠 形 收 敛 注 ， 选 择 合适 的 归 一 化 电子 注 半 径 ｙｂ和 电子 并 。 注填 充 系数 。高频 腔体 采用 圆柱 型 双重 人基 模谐 振
了 基 础 。 确 定 电 子 注 直 流 参 量 后 ， 据 设 计 要 求 首 根
ｌ Ｃ波 段 速 调 管 的 技 术 要 求 及 设 计
表 １所示 为 Ｃ波段 速调 管 设计 相关 的参 数 。
目前 国内常见 的速调 管 效 率 大 多在 ３ 左 右 ， ０ 个 别效 率 可达 到 ４ 。 因此 在 设 计 时 ， 满 足 基 本 ０ 除
器， 是该 系 统 的关键 元 器件 。 Ｃ波段 气象 雷 达一 般 要 求 速 调 管输 出功 率 ２ ０ ５ ｋ ， 然点 频工 作 运用 ， 为 布点 ， Ｗ 虽 但 要求 ５ ０ＭＨｚ 带
简述医用直线加速器的结构与故障维护
简述医用直线加速器的结构与故障维护摘要：本文主要介绍了医用直线加速器的定义、结构以及分类，同时还对直线加速器在实际应用中可能存在的问题进行分析，归纳整理了日常保养与故障处理答的方法。
关键词：医用直线加速器；结构；分类；日常保养；故障维护；在生物医学之上，医用直线加速器是一种用于肿瘤放射治疗的粒子加速器。
带电粒子加速器是通过人工的方法来借助不同形态的电场，将各种各样的带电粒子进行加速获得更高能量，这种电磁装置就是带电粒子加速器，也成为“粒子加速器（下文简称加速器）”。
要想让带点粒子获得能量，就必须通过加速电场来实现，通过对不同种类的加速粒子进行应用，所用到的加速电场形态也是不同的。
在这个粒子加速的过程中，所要遵循的轨道各不相同，这就出现了各自类型的加速器。
在国际放射治疗当中，所选用的多数都为电子直线加速器。
一、医用直线加速器的结构与类型（一）分类在医用电子直线加速器的种类上，可以根据加速电子所在的微波电场的不同进行划分，医用驻波电子直线加速器以及医用行波电子加速器；通过加速粒子不同可以分为医用质子、电子或重离子加速器等。
医用电子加速器当中又可以分为医用电子直线、回旋或感应加速器。
本文主要研究的是电子直线加速器。
（二）基本结构作为一种大型医疗设备，医用直线加速器是一种复杂的多元组成设备，其中涉及到核物理、电磁学、电真空、电子计算机技术以及流体力学等多种学科与技术。
在医疗使用上，行波电子直线加速器与驻波电子加速器他们的基本组成是一致的，只是在结构上有所不同。
主要组成元件包括电子枪、真空系统、照射头以及电源控制系统等。
加速管作为加速器的核心组成部分，是电子通过微博电场加速的场所。
加速管主要是由边耦合加速管（如图1所示）和盘荷波加速管（如图2所示）。
图1 边耦合加速管图2 盘荷波加速管1.边耦合加速管这种加速管是通过相互耦合的谐振腔链组成，主要应用与驻波电子直线加速器当中。
其主要结构是将不能进行加速的电子腔移动到轴侧端，在周线上的腔都是加速腔，这样有效缩短了加速距离。
常规速调管空间功率合成微波源
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行了展望。
关 键 词 ： 微 波 源 ； ５ ＯＭｗ 常 规 速 调 管 发 射 机 ； 相 位 控 制 ； 全 固态 调 制 器 ； 空 间 功 率 合 成
中 图 分 类 号 ： Ｔ ５． Ｎ９ ７ ３ 文献标志码 ： Ａ ｄ ｉ１ ．７ ８ ＨＰ Ｐ ２ １２ Ｏ ． ４ １ ｏ：０ ３ ８ ／ Ｌ Ｂ Ｏ ２ ４ ２ ０４
第２ ４卷 第 ２ 期
２１ ０ ２年 ２月
强 激 光 与 粒 子 束
ＨＩ ＧＨ ＰＯＷ ＥＲ ＬＡＳ ＥＲ ＡＮＤ ＰＡＲＴＩ ＣＬＥ ＢＥＡＭ Ｓ
Ｖ ｏ１ ２ ． ４， Ｎ ｏ ２ ．
Ｆｅ ｂ．，２ １ ０２
文 章 编 号 ： １ ０ —３ ２ ２ １ ） ２０ ４ — ４ ０ １４ ２ （ ０ ２ ０ —４ １０
微 波源必 须采 取紧凑 设计 ， 采用 全 固态调 制器 、 高效 高
常规速 调 管 空 间功 率 合成 微 波 源
杨景红， 钱 锰， 廖 源 ， 刘 超
（ 京 电 子 技 术 研 究 所 ，南 京 ２０ ３ ） 南 １０ ９
摘
要 ： 基 于 常 规 速 调 管 ， 制 了用 于 开 展 空 间 功 率 合 成 实 验 的 微 波 源 系统 。介 绍 了 ５ 研 ０ＭＷ 超 大 功 率
１ 微 波 源 系统 组 成
微 波源 系统 的设计 思路 是研 发超大 功率模 块化 全
BEPCII初步方案设计
3．4高頻系统3.4.1概述高频系统是电子储存环的基本组成部分,发射机将来自电网的电能转变为微波，经波导传输馈入谐振加速腔，在腔中建立起加速电压,当电子穿越加速腔时就获得了动能。
因此高频系统好比汽车的发动机,源源不断的为束流补充能量损失.同时,射频加速场、同步辐射和色散效应一起决定了束团纵向基本特征。
BＥＰＣ升级改造项目 (ＢEPCＩI）是一台双环高亮度正负电子对撞机和兼容模式下的同步光源。
原有高频的设备已不能满足ＢEＰCII在腔压，功率和高阶模方面的要求，为此BEＰC现有的高频系统将进行全面的更新。
新系统将采用国际上应用占主流的５00MＨz工作频率取代原有的200MHｚ工作频率,以便获得较短的束长,同时也便于借鉴国际上的先进经验和技术；由于射频超导技术的日趋成熟和广阔的应用前景，按照科学院发展加速器高新技术的指导方针,系统将采用超导高频腔。
整个高频系统包括两套独立的子系统,ｅ+ 环和ｅ-环各一套.每个子系统由超导腔，２50 ｋW速调管发射机，低电平线路和本地的低温设备构成, 图２．4-1表明系统的概貌。
在对撞模式下e+ 环和e-环的高频子系统可提供1.５ＭV腔压,15０ kＷ功率;在光源模式束流在外环运行经过两只高频腔，高频系统具备提供3。
0 ＭV腔压，４00kＷ功率的能力。
高频系统的主要参数见表2．4—1。
3。
4.1．1 BＥＰCII对高频系统的要求表2.４－2列出了在对撞模式下ＢEPCＩI总体设计对ｅ+ 环和ｅ-环的高频系统的要求，其主要参数与当今５00ＭＨＺ射频超导最高技术水平相当，超导加速腔和约1A的重束流负载是这个系统的主要特征，建成后系统能否稳定运行是对设计和建造者的严峻挑战。
表2．4-2 RF系统的设计要求３．４．1．2技术方案目前ＣＥSRc５0０MHz超导腔和ＫEKB508 MHz超导腔电压的运行值由每腔1。
4 –1．8 MV,每腔提供的束流功率在250 kW以上。
BＥＰCII选择的设计运行值为1.5 ＭV/腔,束流功率１３0 kＷ,那么ｅ+环和e-环各需１只超导加速腔即可，表２．4－3是ＲF系统主要技术参数。
CPI3kW速调管高功放运行实践
1 引言2017年山西广播电视台卫星传输中心进行了“标清改造”工程，其中高功放选用的是CPI公司的3kW速调管K4C高功放，主备用链路各配备两台（互为1:1热备份，共有4台），通过波导切换开关实现四台3kW高功放互为备份。
CIP 3kW速调管高功放采用模块化、双抽屉设计，各部件都安装在抽屉中，其操作性强，便于维护。
从系统结构上分，CIP 3kW高功放可分为射频系统、高压电源系统、分布式控制系统和冷却系统等四个部分，其结构组成方框图如图1所示。
射频系统是核心部分，包括输入单元、速调管、频道选择和输出单元，其作用是将射频信号放大到适合卫星信道传输的射频功率；高压电源达3.35kW，抗击非法干扰的能力突出。
但由于承担着安全播出的重任，加之CPI 3kW速调管高功放长期处于高压、大电流的状态下不间断运行，随着运行时间的增加，高功放一旦出现故障，将对上行信号造成非常大的影响。
2 功能测试新高功放在运行前，要对其进行足够的测试，以确保高功放安全平稳的运行，最终要达到《卫星广播电视地球站要求技术验收规范》的要求，其中，包括新高功放的负荷测试、射频指标测试、冗余功能测试和电平配置等。
2.1 负荷测试新高功放系统在正式投入使用前，新高功放负荷测试时，在3kW高压下，试运行五分钟后，负载温度急剧升高，且伴有明显的焦糊味，同时还有一股黑烟冒出，此时高功放的出风口温度达到76℃，进出风温差达到40℃，立即“STANDBY”（待机状态），高功放本身无报警。
为确保机器不受到次生灾害，立即关机，在充分冷却后，再次开机，逐步推升功率，一切正常，不再有焦糊味和黑烟。
与厂家工程师进行交流后推断，上述事故为新设备假负载的新油漆未干透，在持续高温情况下烘烤所致，再次启动后，此现象没有再次发生。
同时，在持续大功率输出的过程中，通过测温枪测试显示，发现扭波导衔接摘要：本文简述了CPI 3kW速调管高功放的系统结构和主要功能，介绍了新高功放在使用前进行功能测试的项目及其测试方法，对高功放在运行中出现的典型故障案例进行了分析，提出了改进措施和维护中的注意事项。
分米波速调管功率放大器的调试要点
第 】腔 、 ２腔 、第 ３ 的耦合 环应放 在中间位 第 腔
置。
依次调节 第 １ 、第 ２腔 、第 ３腔 和输 出腔 的 腔
５ ５ — ２
维普资讯
文章编号 ：０ ６ ＂ ６ ８ ２ ０ 】５ １ ０＂ ５２ （０ ２０ —伽 ５ —０ ３ ２
电视发射台在更换速调管或拆卸清洁腔体后 ，
都需要 对放 大 器进行 调整 ，使 之 既能符合 功率 的要
谐振频率，使之调到规定的频率点上。再通过观察 输出功率指示电表，调第 ４ 腔使之最大 ，即调谐在 图像载频上。然后调节各腔的耦合 （ 口值 ） 即 ，并 微调各腔的谐振频率 ，即可得到８ ｚ ＭＨ 平坦 的频响 曲线 。
《 西部广播 电视 》２ Ｂ ｏ ２年第 ５期
速 ，从腔体取得能量 ，而另一部分 电子受减速，腔 体接受能量 ， 平均来说并无能量的交换 ，只有腔体 本身损耗的能量 ，所 以腔体 的 Ｑ 值很高 ，必须外
加 负 载 以降 低 Ｑ 值 。 由此 可知 ，输 出腔 （ ４腔 ） 第
在未经调好时要在负载最重的情况下 ，即第 ４ 腔与 负载 耦合最 紧的 情况下 才能加 高 压 ，切忌放 在耦 合
求，又能满足指标的要求。而这正是一项费时较长 的工作 ，因此 ，掌握其 中的调试要点对节省时间 、 提高调试效率会起到事半功倍 的效果。 众所周知 ，速调管图像功率放大器主要靠各腔 的参差调 谐和 调整 各腔 的 口 值 （ 载 ）来 获得 加 ８ ｚ ＭＨ 平直的频率响应的 输人腔和输 出腔调在频 带 的中心 ，即 比图像载 频高 出 ２ ４ ｚ － ＭＨ ，２腔在 通
器到第 １ 腔一段 的输人匹配不要求很好。正常速调 管第 １ 腔应有可连续调节的全反射曲线 的一个 吸收 峰 。 当调节频 率 旋 钮 时 ，这 一 吸 收 峰会左 右 移动 ， 该吸收蜂正是谐振腔的谐振频率。当无法调出此吸 收峰时 ， 明该速调管已经失效或阴极 中毒。 说
第2章速调管演示教学
电子再进入无电场的漂移管中按惯性运动，速度快的电子赶上 出发早但速度慢的电子，而速度慢的电子则逐渐落后于保持速 度不变的电子，从而形成了电子注的密度调制，建立起疏密不 均的电子注。电子密集的区域称为群聚块，电子由速度调制变 到密度调制的过程称为群聚。这便是速调管的最基本的理论基 础。
图2.5是漂移空间电子的群聚示意图，称为电子空间——时间图。 表示了电子的空间和时间的群聚过程。
速调管的功率潜力，无论是脉冲功率还是平均功率，都超 过了其它类型的微波管，图2.2给出了几种微波管的功率比较。
目前，已发展了多种类型的速调管。根据不同的使用条件 及结构特点，人们常将速调管分为下列类型： （1）按管子的电子注数，分为单注速调管和多注速调管； （2）按工作方式，分为脉冲速调管和连续波速调管； （3）按聚焦方式，分为电磁聚焦、永磁聚焦、静电聚焦 和空间电荷聚焦速调管；
采用空腔谐振器来代替普通的振荡回路，电极成为谐振腔电容 部分，外部为电感部分，便构成了微波三极管，图2.3（a）示 出了微波三极管示意图。
上述的改进并没有克服电子惯性的影响，减小电极间距离和增大 电子速度都可减小电子渡越时间，但前者会给制造工艺带来困难， 甚至难以实现。因而，用提高电子速度的方法来减小电子渡越时间 ，将图2.3（a）变成图2.3（b）所示的变型管示意图。
组成如图2.8（b）所示的三腔速调管，这样使其结构简化了， 使用也方便了。三腔速调管的工作过程与双腔速调管基本相同
2.2.4速调管的结构
多腔速调管是一种全金属陶瓷结构的高真空密封管。
图2.9示出一支典型的多 腔速调管结构示意图。 它由三部分组成：
①电子枪，是电子注发 射源，包括阴极、聚焦 极及热子； ②高频系统，包括输入
第2章 速调管
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Klys.
HVPS
MOD
Klys.
Klys.
LLRF
LLRF
LLRF
LLRF LLRF
2.5 MW klystron ea.
LLRF
LLRF
Solid State Amplifier
LLRF
LLRF Low Level RF
4616
散裂中子源进展汇报 April 14, 2021
4616 Tetrode RF Amplifier
目前，已初步完成一昼夜开机验证可靠性，正在开展整机拷机前的准备工 作，以及解决各种技术细节问题和进行必要的测试实验。
预计整个项目会按计划完成！ 散裂中子源进展汇报 April 14, 2021
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Front Panel of Control Racks
Solid state amp.
散裂中子源进展汇报 April 14, 2021
相位稳定度
±1°
±0.25°@ no beam
±0.35°@ 50μs & 20mA beam
2012.8 启动CSNS 9套LLRF批产设计，确定了软件算法逻辑问题，以及结构工
艺设计,如：机箱插件的布局、接口丝印名称的命名、器件的选型等问题。
2012.9 完成LLRF离线测试用小型模拟实验腔制造，通过测试满足实验要求
2013.1-2 完成第一套模拟组件（时钟分配、上/下变频、本振）的制造与测试
2013年年中个人考核报告
李健 CSNS直线射频系统
一、本考核年度内工程项目的任务完成和执行情况
– RFQ加速器4616电子管功率源的研制
– 直线LLRF批产样机研制
– 400Hz串联谐振脉冲高压电源批产
– 速调管、调制器 、撬棒等功率源系统设备的批产
– 聚束器、散束器固态放大器射频功率源的批产
– 本系统其他的工作
散裂中子源进展汇报 April 14, 2021
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优越性： 以4616四极管功率源方案替代国际上常 用的速调管功率源方案，特定对于RFQ加速器 （ 324MHz/530kW/650μs /25pps），具有造价低、 体积重量小、电压低、效率高等优点。这是国际上 首次尝试将此型四极管功率源用于324MHz工作频 率的中脉冲工作状态，技术上有所创新，亦开辟了 一个新的功率源品种以供加速器设计者选择。
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进展情况：
2012.6，分系统加电测试完毕，整机组装完毕具备联调测试条件；
2012.7-8，经几周加班加点调试，7月13日夜间峰值功率达到指标要求的 350kW，8月21日继续调试上冲到400kW；
2012下半年 本组年轻人完全加入到调试工作中，遇到诸多困难和故障， 逐一予以解决：第二台机器输出腔高频功率输出口焊口处有裂缝，联系厂家 修复；由于一号厅水冷系统水压不稳波动过大，造成阳极冷却水路密封圈受 损导致漏水故障，致使内腔高压输入接头打火损坏，修复后遂更换高可靠性 的流量开关和压力过高连锁节点，确保系统运行可靠；环行器打火损坏运回 绵阳9所返修等等。
LLRF & Inlerlock
PSM Control
Heater PS, Screen PS,
power distribution
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散裂中子源进展汇报 April 14, 2021
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Test Result of the single set of 4616 Tetrode RF Amplifier
测试结果：每台放大器末级输出功率都超过350kW 设计指标，整套功率源总功率大于700kW，远超过 RFQ加速器的功率需求。
散裂中子源进展汇报 April 14, 2021
速调管功率源 Vs. 4616电子管功率源
（约1200多万 （合同签订价格656万元
元，体积庞 （不含LLRF约50万），
大）
体积小）
2013.1-4，由于一号厅要为ADS项目进行水电改造，因此花了2个多月的时 间将4616四极管功率源设备拆装到航天二院23所昌平马池口基地继续进行调 试。3月中旬，完成重新组装，单台调机输出功率都重新回到了350kW以上。 经过不断摸索，初步找到了保持机器稳定运行的一些调试方法（如提高离子 泵电源的输出电压，以利改善管子在高功率下的真空状态）。
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一、本考核年度内工程项目的任务完成和执行情况
– RFQ加速器4616电子管功率源的研制 – 直线LLRF批产样机研制 – 400Hz串联谐振脉冲高压电源批产 – 速调管、调制器 、撬棒等功率源系统设备的批产 – 聚束器、散束器固态放大器射频功率源的批产 – 本系统其他的工作
散裂中子源进展汇报 April 14, 2021
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主要进展情况：
2012.6 在一号厅洁973净核能RFQ加速器上完成了CSNS的定型版本样机的实 验测试，实现了各种设计功能，达到并超过了各项技术设计指标。经过接下来 半年的运行改进，证明系统稳定可靠。
设计指标
实测数据
幅度稳定度
±1％
±0.2％ @ no beam
±0.3％ @ 50μs & 20mA beam
3 MeV
H— IS LEBT
RFQ
MEBT
Buncher1 Buncher2
DTL
81 MeV
LRBT
Debuncher
RING
4616
4616
LLRF
350kW*2 Tetrode
Solid State Amplifier
Solid State AmplifierHVPSMOD
MOD
MOD
KKlylyss..
Klys. Klystron
MOD Modulator
High Voltage HVPS Power Supply
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一、本考核年度内工程项目的任务完成和执行情况
– RFQ加速器4616电子管功率源的研制 – 直线LLRF批产样机研制 – 400Hz串联谐振脉冲高压电源批产 – 速调管、调制器 、撬棒等功率源系统设备的批产 – 聚束器、散束器固态放大器射频功率源的批产 – 本系统其他的工作
~ 设计指标达标实测功率：350kW nominal output power @ 20.4kV
plate voltage (30 PSM modules);
~ 上冲试验输出功率：400kW output power @ 21kV plate voltage
散裂(中3子1源进P展汇S报MApmril 1o4,d202u1 les).