[发明专利]用于加速负氢、H2+的紧凑型回旋加速器

说明书

技术领域

本发明涉及回旋加速器，具体涉及一种用于加速负氢、H₂⁺的紧凑型回旋 加速器。

背景技术

回旋加速器是一种利用磁场使带电粒子作回旋运动，在运动中经高频电 场反复加速的装置，其基本结构包括磁铁系统、离子源、注入系统和引出系 统。

目前，紧凑型回旋加速器在科研、生物医学方面得到了广泛的应用，但是 这些加速器普遍存在流强小的问题，而且只能加速单一类型的粒子，如负氢粒 子，因此，无法满足需大流强的科研、生物医学实验研究，例如硼中子俘获治 疗(BNCT)技术。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种能够用于加速负氢、 H₂⁺的紧凑型回旋加速器，从而可以得到强流质子束，实现一器多用的效果。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种用于加速负氢、H₂⁺的紧凑 型回旋加速器，包括磁铁系统、注入系统、高频系统以及引出系统，其中， 所述的注入系统分别与负氢离子源和H₂⁺离子源连接，负氢粒子和H₂⁺粒子在加 速过程中共用同一个注入系统、磁铁系统、高频系统和引出系统。

进一步，如上所述的用于加速负氢、H₂⁺的紧凑型回旋加速器，其中，所 述的高频系统的高频频率是固定的，负氢粒子和H₂⁺粒子在紧凑型回旋加速器 的旋转频率比为2∶1，谐波加速模式比为1∶2。

进一步，如上所述的用于加速负氢、H₂⁺的紧凑型回旋加速器，其中，所 述的磁铁系统包括四个磁极，磁极呈直边扇形结构，相邻的两个磁极之间形 成扇形谷区。

更进一步，如上所述的用于加速负氢、H₂⁺的紧凑型回旋加速器，其中， 所述的磁铁系统的磁极扇角为52°，磁极半径为60cm；加速负氢粒子和H₂⁺粒 子的峰区、谷区场分别为1.90特斯拉、0.40特斯拉。

进一步，如上所述的用于加速负氢、H₂⁺的紧凑型回旋加速器，其中，所 述的负氢离子源和H₂⁺离子源引出的粒子能量比选择为2∶1。

进一步，如上所述的用于加速负氢、H₂⁺的紧凑型回旋加速器，其中，所 述的注入系统与磁铁系统同轴设置，负氢粒子和H₂⁺粒子分别从磁铁系统的轴 向注入。

进一步，如上所述的用于加速负氢、H₂⁺的紧凑型回旋加速器，其中，所 述的引出系统通过相同的剥离靶将负氢粒子和H₂⁺粒子剥离引出。

本发明的有益效果如下：本发明既可加速负氢粒子，又可加速H₂⁺粒子，两 种粒子的引出都是采用剥离引出的方式，当引出H₂⁺粒子时，H₂⁺粒子变成2个H⁺粒子，引出束流强度增加一倍，引出粒子能量减半，这样可以得到强流质子束， 实现一器多用的效果。

附图说明

图1为本发明用于加速负氢、H₂⁺的紧凑型回旋加速器的结构示意图；

图2为本发明磁铁系统的扇形磁铁和高频腔的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。