[实用新型]变频调谐腔

说明书

技术领域

本发明主要涉及在真空情况下形成高频高压电场，并在束流运动方向对重粒子束进行俘获、加速的铁氧体加载的宽频带高频高压同步加速器装置技术领域，尤其涉及一种大功率铁氧体加载变频调谐腔。 

背景技术

在此以前，国内只有一台同步加速器用铁氧体加载变频调谐同轴谐振腔体，用于兰州重粒子加速器冷却储存环（CSR）主环，对束流进行俘获，加速。该腔体由于结构简单，所能氶受的最高平均高频功率不超过2kW，而且只能工作在占空比小于1/2的扫频脉冲模式，工作频率范围0.25MHz～0.25MHz。之后，由中国科学院近代物理研究所设计并由近物所与陕西数字广播通讯设备有限公司联合研制成我国第一台同步加速器用大功率铁氧体加载变频调谐腔体，主要用于CSR实验环对束流进行累积和减速。CSR主环腔体由俩个加有铁氧体磁环的腔体组成，每个腔体的内外导体之间填装有铁氧体磁环，环内径与内导体之间有平行于主轴线的铜线作为偏磁线圈的环内部分，线圈的每圈在各腔的中间部位内外交叉；环内径与内导体间灌封有硅橡胶用于绝缘，每隔两个磁环夹一片铜板作为散热用，腔体的调谐电容为陶瓷电容。 

该现有技术的缺陷在于：高频介质损耗较大，散热效果较差。另外，腔体只能工作在平均功率较小的扫频脉冲模式。在占空比较大，腔体电压较高时，或连续波工作情况下，铁氧体温度会过高，绝缘介质会发热，调谐电容容易烧毁。 

发明内容

本发明的目的在于研制用于重离子治癌专用装置的大功率铁氧体加载变频调谐腔，实现重离子治疗环对束流进行的俘获和加速。 

本发明的目的可以通过采用以下技术方案来实现：一种变频调谐腔，包括一个同轴谐振腔，所述的同轴谐振腔包括有由同轴连接的谐振腔A和谐振腔B组成，谐振腔A和谐振腔B结构相同，通过法兰连接，其主要特点在于：在所述同轴谐振腔的粒子束流管道引入端一侧通过波纹管连接有加速缝，加速缝的另一端与粒子束流引入端相连；绝缘陶瓷设于加速缝上；在加速缝之间设置有腔体调谐用高压真空电容器和高频功率源的末级功放电子管，电子管阳极输出射频高压加载在加速缝间隙两端。 

所述的谐振腔A或谐振腔B包括有在其中心设有粒子束流管道，在粒子束流管道的外部设有内导体和外导体，在内导体和外导体之间设有多片铁氧体磁环；偏磁线圈设于多片铁氧体磁环的内、外环上，偏磁线圈在铁氧体磁环内径与内导体之间平行于主轴线，每一圈在谐振腔A和谐振腔B腔体之间交叉连通；在铁氧体磁环、偏磁线圈和内导体之间设有绝缘层。 

所述的偏磁线圈由谐振腔B中的铁氧体磁环的外径通向谐振腔A的铁氧体磁环的内径，然后转向谐振腔A的铁氧体磁环的外径，再由谐振腔A的铁氧体磁环的外径连接谐振腔B中的铁氧体磁环的内径，由谐振腔B中的铁氧体磁环的内径连通谐振腔B中的铁氧体磁环的下方外径，由谐振腔B中的铁氧体磁环的下方外径连通谐振腔A的铁氧体磁环的下方内径，再次转向谐振腔A的铁氧体磁环的下方外径，由谐振腔A的铁氧体磁环的下方外径连通谐振腔B中的铁氧体磁环的内径，由谐振腔B中的铁氧体磁环的内径连接谐振腔B中的铁氧体磁环的下一个外径，依次循环。 

所述的在铁氧体磁环、偏磁线圈和内导体之间设有的绝缘层为聚四氟乙烯；所述的铁氧体磁环、偏磁线圈和内导体由聚四氟乙烯包裹为一体。在安装铁氧体环之前，用模具将四氟挤压成型在同轴内导体上，并同时将偏磁线圈导体埋在四氟层中间，使四氟介质，铜导体条，同轴内导体成为紧密结合的一体并且可以精密加工。 

所述的在多片铁氧体磁环之间夹有内，外径与铁氧体磁环相同的通水冷却盘；所述的通水冷却盘上设有进水管、出水管。 

所述的同轴谐振腔的外部设有不锈钢外壳，同轴谐振腔的侧部设置有真空室两端支撑装置；铁氧体磁环和水冷却盘通过谐振腔体底部的支撑体安装在谐振腔体上。 

所述的铁氧体环为24片，分别设于谐振腔A和谐振腔B腔体之中。 

所述的粒子束流管道和内导体通过连接片相连。 

所述的变频调谐腔，所述的偏磁线圈为8圈。 

所述的变频调谐腔，所述的高压真空电容器为（CKT1000P/14kV/160A），为高耐压，高功率真空陶瓷电容；高压真空电容两端设置有腔体电压取样装置供检测用。 

所述的高频功率源的末级功放电子管（22）为（Emac 4CW50000E）。