2019年-3-3-电子加速器-PPT精选文档

• X射线安全检测
– 利用X射线以及荧光能谱分析等技术，研究建立快速分辨、检测各种汽油，炸 药，液体爆炸物以及毒品等的方法；
– 无损检测广泛应用于大型高压容器，高压锅炉，大型主轴，锻件，航空，航天， 火箭，导弹，核电站压力壳等；
• 工业CT检查
直流高压。
• 其束流能量一般在2--5 MeV， • 功率为几十到上百kW。
加速器的升压原理
• 高频振荡器5起振后，
• 在空心变压器4上得到高频电 压
• 频率为120kHz左右，电压约 150kV，
• 弧型高频电极3、8与空心变 压器相连，
• 高频耦合环2、7与高频电极 构成耦合电容，同时还起到 分压环的作用。
第三章，第三节—电子加速器
电子帘加速器
• 是一种高压型加速器 • 主体是一个带铅屏蔽的不锈钢圆柱型筒（真空室）， • 中间有一根长灯丝（即电子枪阴极）， • 灯丝外是束流控制部件，它们都处于负高压。 • 电子被高压加速，形成电子帘。 • 圆筒下侧有一个长条形窗口，上面蒙有钛膜，电子束（帘）通过它进入大
• 在辐射加工安全许可范围内，高能（>5 MeV）电子对被照射物 具有最深的有效穿透，
• 因而得到广泛利用于：。
• 电子直线加速器的主要应用
• 医疗器械的灭菌消毒 • 食品的辐射保鲜，储存工艺的研究
– 由于杀茵效果好，辐照食品特别适用于航天员、长期远航的舰艇海员，边防军 人，野外基地人员，以及特护病人；
• 以及机器的总功率（例如，250kW），
• 其中80%的能量产生加工效果， • 整个机器从电网上支取的能效约50%， • 其中约有60%以上的束流可以穿过钛窗（25μ）打到被辐照的产品
上， • 这种效率是普通工艺所无法比拟的。
第三章，第三节—电子加速器
电子帘加速器的主要用途:
• 谷物等农产品的辐射灭菌， • 表面涂层辐射固化，特别是用于工程塑料， • 板材和玻璃等建筑装饰材料及 • 录音磁带等高端产品涂层固化， • 海水淡化膜， • 锂离子电池微孔复合隔膜等其他功能膜的制备， • 废气处理， • 橡胶硫化等。 • 当前反恐形势严峻，电子帘还可用于邮件或包裹表面的消毒灭菌。
• 高压功率源：
– 对低中能加速器，通常是直流高压，加速的是连续的电子束。 – 对高能加速器，也可能是高频高压微波功率源，此时，加速的是脉冲
电子束；
• 电子枪：是电子束的源头，由灯丝和阳极组成，灯丝用来发射电 子，阳极用来引出电子，使其进入加速管被加速。
• 磁场系统：
– 聚焦：加速管中受加速的电子，由于受同性电荷相互排斥的影响会散 开，要有聚焦线圈产生的磁场将它们聚焦；
3.3.2.1. 10MeV电子直线加速器的组成及主要性能 3.3.2.2. 电子能量的测定 3.3.2.3. 电子束流强的检测 3.3.2.4. 扫描均匀性 3.3.2.5. 扫描宽度 3.3.2.6. 电子束斑形状的分析
第三章，第三节—电子加速器
电子加速器由以下一些部件组成：
• 加速器主体（加速管，束流扫描器等）：电子束在此被一系列的 电极或微波电场加速；
• 高频功率通过耦合电容分别 输送到各个整流器上，经过 整流后就有直流电流流过，
• 由于各个整流器是串联起来 的，这样就能产生很大的电 压降，从而获得高压。
• 因此产生高频电压的高频振 荡器就是此种加速器的最主 要部件之一。
第三章，第三节—电子加速器
实际应用:
电线电缆的聚乙烯绝缘材料 聚乙烯发泡塑料的辐射交联， 橡胶硫化， 高强度耐温聚乙烯热塑管等。
重事故。
• 水冷系统：加速器的线圈，速调管，电源等大功率部件，需要水 冷避免温升太高。
• 控制系统：控制整套加速器安全运行，并有连锁保护功能。
3.3.1．电子加速器的分类：
辐照电子加速器种类繁多，性能用途各异，就按其能量范围，典型 机型以及它们的主要应用，可分为3类：
3.3.1.1． 低能端（0.1 MeV—0.3 MeV）电子帘加速器 3.3.1.2 .中能端（0.3 MeV—5 MeV）地那米加速器 3.3.1.3. 高能端（3Mev—10Mev）电子直线加速器电子帘加速器
第三章，第三节—电子加速器
第三章，第三节—电子加速器
3.3.1.3. 高能端（3Mev—10Mev）电子直线加速器
• 电子直线加速器是指用微波电磁场加速电子的直线型加速器。 • 电子成束团状，脉冲输出
• 根据微波的类型可分为
– 行波 – 驻波型
• 其电子能量一般都较高（>5 MeV）， • 输出功率在几kW到几十kW，
– 导向：为了束流不要打偏，按预定轨道运动，需要导向； – 扫描：输出的电子束截面呈圆形点状，需用扫描磁铁将其扫描扩展成
为均匀的有一定宽度的电子束才能引出和利用。 – 这些功能要用磁场系统来完成。
第三章，第三节—电子加速器
• 真空系统：钛窗：
– 因电子在真空的加速管中加速， – 但束流要引出到空气中才能辐照产品。 – 用钛窗以隔离大气和真空。钛窗需要不断的冷却，钛窗的破裂是严
第三章 第三节 电子加速器
.3.3.1.电子加速器的工作原理：
3.3.1.1． 低能端（0.1 MeV—0.3 MeV）电子帘加速器 3.3.1.2 .中能端（0.3 MeV—5 MeV）地ev）电子直线加速器
3.3.2．电子辐照加速器的主要性能及其检测
– 为反控斗争的需要。2019年美国邮政部购买了8台电子束加速器，用 于对通向重要政府机关的文件进行消毒，以确保安全。
– 中南海
第三章，第三节—电子加速器
中能端（0.3 MeV—5 MeV）地那米加速器
• 高频高压加速器（地那米） • 在世界上应用最广，性能也比较稳定。
• 技术上的主要特点是 • 以负载性能良好的并激耦合倍压线路作为高频高压发生器，产生
气环境中，打到被辐照物上，窗下面是一个包有铅皮的处理箱。 • 电子帘加速器的能量范围为150到300keV， • 最大功率150--200kW，电子束宽度可达2m。
第三章，第三节—电子加速器
电子帘加速器的主要技术指标是
• 电压（例如，300kV）， • 线功率密度（例如，1.8kW/cm） • 窗宽（例如，1.4m）