电子辐照加速器装置作业

《电子辐照加速器装置》
电子辐照加速器是产生、加速、引出应用带电粒子的机器。

1、电子辐照加速器的能量范围是：0.1MeV~10MeV。

2、电子辐照加速器的束流功率范围分为：能量≤0.3MeV的，功率几Kw~350Kw；能量0.3MeV~5 MeV
的，功率几Kw~500kW；能量5MeV~10 MeV的，功率几Kw~700kW。

3、电子辐照加速器装置按能量分为低能、中能和高能。

4、电子束流与物质的作用形式包括：弹性散射、非弹性散射和电磁辐射（韧致辐射）。

5、电子辐照加速器的基本参数是：电子束流能量E0、电子束流强度In和电子束流功率P。

6、电极A和B之间的电场为E，强度为I的电子束流从负电极A穿过电场，从正电极B出来，电子束流
获得的能量等于：I·t·E·d （其中t为时间；d为A、B电极之间的距离）。

7、用高压电场加速电子束流的加速器叫高压型电子加速器；用微波电场加速电子束流的加速器叫谐振型
电子加速器。

8、级联发生器分为电容耦合式和电感耦合式两种。

10、地那米发生器是级并联供电；对称级联发生器是开路磁路式供电。

11、电感耦合式级联发生器叫绝缘芯变压器，它包括闭路磁路级联发生器和开路磁路级联发生器。

12、高压型电子辐照加速器用的电子枪一般有直热式和间热式两种。

13、直热式电子枪的阴极用钨丝或合金钨丝做成，它的发射温度20000C以上。

14、间热式电子枪的阴极用六硼化镧（LaB6）它的发射温度1500~16000C。

15、加速管的最简单结构是分段绝缘子。

绝缘子由绝缘环和与环连接在一起的金属电极组成。

16、电子束流引出装置由扫描磁铁、扫描盒、窗膜等组成。

17、谐振型电子加速器分为电子直线加速器、高频单腔电子加速器、花瓣型电子加速器、电子回旋加速器4种。

18、辐照型电子直线加速器分行波电子直线加速器装置和驻波电子直线加速器装置2种。

19、谐振型电子加速器工作在稳定的加速状态，其电子束流为脉冲束流；高压型电子辐照加速器工作在高真空状态，其电子束流为直流高压束流。

20、高频单腔电子加速器是一种脉冲式的电子直线加速器，它只有一个高频加速腔。

21、电子辐照加速器装置有几种？说明它们的适用范围。

电子辐照加速器装置有两大类：一类服务于科学研究；另一类应用于生产。

适用于辐射加工的加速器装置只有高压型电子辐照加速器和谐振型电子加速器装置两种。

22、电子辐照加速器装置按能量分成低、中、高能三种，说明它们的基本情况。

按能量把电子加速器装置分为低中高能三种：
1)低能电子辐照加速器能量范围0.3MeV以下，束流功率几kW~350kW。

特点是没有加速管和扫描装置、
自屏蔽，机型为电子帘加速器。

主要用于涂层固化，薄膜和片材的辐射加工，烟气净化，橡胶预硫化等。

2)中能电子辐照加速器能量范围0.3MeV~5 MeV，束流功率几kW~500kW，特点是主机为圆柱形扫描加
速器。

主要机型有地纳米型、绝缘芯变压器型、中频变压器型、高频单腔脉冲型等加速器装置。

主要用于电线电缆、发泡材料、热缩材料、建筑材料、装饰材料、橡胶等的辐射加工。

3)中能电子辐照加速器能量范围5MeV~10 MeV，束流功率几kW~700kW。

特点是扫描型加速器，电子
束可以转换为x射线。

主要机型有辐照用电子直线加速器装置、花瓣型电子直线加速器装置和5MeV 以上地纳米加速器装置。

主要用于医疗用辐射消毒、食品保鲜、原材杀虫、航空航天用复合材料辐射固化等。

23、非弹性散射在辐射加工中的作用是什么？
对辐射加工来说，起决定作用的是非弹性散射，它的作用结果是在受照射物质中产生大量低能次级电子，就是这些能量不足100eV的次级电子电离和激发受照物质的原子，从而引发各种化学反应，过程复杂，最终导致交联、聚合、接枝、降解、固化、合成、消毒、灭菌、保鲜、贮藏等辐射效应。

24、高压型电子辐照加速器由哪些基本部件组成，说明这些基本件的构成和作用。

1)高压发生器。

它由高压电源、高压电极、压力容器（钢筒）、分压环、绝缘支柱等构件组成，用
作产生和维持高压型电子辐照加速器装置的最高电压。

2)加速装置。

它由电子枪、加速管等构件组成，作用是产生和加速电子束流。

3)电子束流引出和辐射场形成装置。

它由扫描磁铁、扫描盒、窗膜等构件组成，用作电子束流形成
和加工需要的带状束流，从引出窗引出，用于辐射加工。

25、不同类型级联发生器的特点是什么？
（1）在外形尺寸可比的情况下，各类级联发生器在负载回路中获得比100kW更大的功率时，电感耦合式级联发生器的尺寸增长最慢，而地纳米型级联发生器的尺寸增长最快。

（2）闭路磁路式三相级联发生器和绝缘芯变压器型发生器允许由电网直接供电，有效作用系数大约可达90%，但是，绝缘芯变压器型发生器和地纳米发生器有颇坏的负载特性和更复杂的结构。

（3）在考克绕夫---瓦耳顿发生器和地纳米发生器上能达到的最高电压5MV；而对闭路磁路式级联发生器，因其外形尺寸颇大，电压大于2MV未必合理。

（4）电感耦合式级联发生器能最广泛的利用工业生产的备件，它们的负载特性和级联无关。

（5）地纳米型发生器储存静电能的能力最小，有效作用系数最低。

26、电子光学系统的任务是什么？
电子光学系统的任务是使从电子枪发射出来的电子束流顺利通过加速管和扫描磁铁，变成扫描束，引出窗膜供辐射加工应用。

因为电子束流在磁场中会发生偏转，所以可以利用电磁场做成电子光学透镜，来控制电子束的聚焦、加速、导向和传输。

27、对电子束流引出装置的基本要求是什么？请说明电子束流引出装置的构成和作用。

（1）受照物质的尺寸比电子束流的直径大几十倍，上百倍，但必须保证对受照物质表面均匀照射。

（2）照射到受照物质表面上的平均束流功率强度应为每平方厘米几瓦到几十瓦。

引出装置由扫描磁铁、扫描盒、窗膜组成。

扫描磁铁产生交变磁场，可将初始状态的电子束流在两个方向上扫描展宽；扫描盒用来承载扫描磁铁和安装窗膜；窗膜起两个作用，一个是将真空和大气隔开，二是要保证束流能“自由”的穿过窗膜照射大气中的受照物质。

28、电子束流引出装置有哪几种？其它电子束流引出装置又包括哪几种？
电子束流引出装置分为用环流气体冷却引出窗的电子束流引出装置、用接触冷却引出窗的电子束流引出装置和偏转束流的电子电子束流引出装置。

其它的还有：环状引出装置、双向引出装置、三方向引出装置、四方向引出装置、两窗引出装置和浓集束流引出装置。

29、说明地纳米加速器装置基本原理和结构。

地纳米加速器装置是高频高压型电子辐照加速器装置，主要部件有钢筒、高频高压发生器、电子枪、加速管、束流引出和辐射场形成装置、控制系统、真空系统、冷却水系统、供气系统等。

30、说明辐射加工用电子直线加速器装置的基本结构。

辐射加工用电子直线加速器装置根据辐照方式不同可以做成立式的或卧式的。

电子枪工作在脉冲状态，注入加速管的电子束流的能量、脉冲流强、束流直径和发散角等可根据需要设计。

一般采用皮尔斯型电子枪，并采用在较低温度下电子发射电流密度较大的六硼化锎作阴极材料。

考虑到电子直线辐射加速器装置高流强的特点，加速管通常采用束流爆炸效应阀值较高的2π/3模型等阻抗结构，并在部分圆盘膜片上按规模打孔。

加速器通常由聚束段和加速段两部分组成。

加速管还采用恒温水冷措施，使温度变化不大与±1℃。

聚焦线圈根据理论计算中的束流包括聚焦要求分段设置。

微波功率源根据需加速电子的能量、功率的不同，可以采用磁控管或速调管供给。

除了波导中的行波加速外，同样可利用驻波加速方式进行加速。

31、说明什么叫电子帘加速器？它的构成和作用是什么？
电子帘加速器装置也是一种高压型电子加速器装置，但它没有加速管和扫描装置，结构简单。

它主要由高压电源、电子枪、真空系统、辐照器、水冷和控制系统等几部分组成。

它的核心部件是电子枪，电子枪的阴极是一根长灯丝，用钨或钨合金制成，装在用铅屏蔽了的不锈钢圆筒，即真空室中间。

灯丝外是电子束流控制部件，处于负高压，能从阴极发射出很宽的帘形电子束流，不需要扫描。

圆筒一侧开有一个长条形窗口，上面蒙有钛膜用来引出束流。

32、说明花瓣型电子加速器的加速过程。

准环型谐振腔为λ/2谐振腔，当它被高频发生器激励起107.5MHz或215MHz的频率时，在腔的内轴与外轴与外壁之间建立起径向电场。

在外壁为负极性，内轴为正极性时，电子枪发射的电子束流被径向电场加速向内轴运动，进入内轴后电场改变方向。

从内轴出来后，内轴变成负极性，而外壁变成正极性，电子束流继续被加速，进入弯转磁铁被偏转2700。

此时，高频电场再一次改变方向，电子束流从弯转磁铁出来，外壁再次变为负极性，内轴变成正极性，电子束流继续得到加速。

依此类推，电子束流经过谐振腔一次获得1MeV左右的能量。