[发明专利]高能电子束消色散偏转装置

说明书

技术领域

本发明属于高能物理技术领域，具体涉及一种电子束消色散偏转装置。

背景技术

在中高能电子直线加速器，尤其是中高能医用直线加速器中，由于加速器管的长度较长，一般采用水平或者与水平倾斜一定角度布置，因此电子束的出射方向也为水平或与水平倾斜相应的角度，由于加速器在使用中需要电子束垂直向下发射，因此必须使用高能电子束偏转装置对电子束进行偏转。

由于加速器中的电子束能量谱有一定的宽度，如说明书附图1所示：如果用一简单的电磁铁偏转，则不同能量的电子束在偏转后会散开（色散）；为了确保加速器的电子束经过偏转后不至于散开，需要采用一种消色散的偏转系统。

目前的大多数加速器中，一般采用270°消色散偏转系统，可以满足使用的要求，但是在医用直线加速器中，270°消色散偏转系统的高度较高，体积较大，而设备治疗患者正常治疗距离是一定的，为了保证患者治疗的空间，因此对加速器治疗头部分的体积要求非常严格。

发明内容

本发明的目的是：提供一种高能电子束消色散偏转装置，既能够保证电子束的色散性能，又可以大幅度降低偏转装置的高度

本发明的技术方案是：一种高能电子束消色散偏转装置，它包括：真空盒、磁铁组件、线圈、输入法兰、直束输出窗、弯束输出窗以及挡磁块组件；

所述真空盒为矩形管状结构，所述矩形管状结构分为两段，其中第一段为S型，其输入端与水平夹角为20°，第二段的输入端连接第一段的输出端，并且第二段的输出端与水平夹角为90°；

所述磁铁组件分为3部分，分别为磁铁A、磁铁B以及磁铁C；磁铁A为凹字形结构，在其中部凹槽处的内壁上的设有磁极块，所述磁极块左右对称，中间留有缝隙，每个所述磁极块的上下边为弧形段，弧形段的形状与所述真空盒的第一段偏转段的形状保持一致，每个所述磁极块的左右端面的夹角为45°；所述磁铁B与所述磁铁A的结构相同；所述磁铁C同样为凹字形结构，中部凹槽处的内壁上的设有磁极块，所述磁极块左右对称，中间留有缝隙，每个所述磁极块的左右边为弧形段，弧形段的形状与所述真空盒的第二段偏转段的形状保持一致，每个所述磁极块的上下端面夹角为110°；

整体连接关系为：所述真空盒的第一段输入端连接所述输入法兰，所述真空盒的第二段输出端连接所述弯束输出窗；所述线圈缠绕在所述磁铁组件的磁铁A、磁铁B以及磁铁C的磁极块外围；所述直束输出窗沿电子束射入方向设置在所述真空盒的第一段上方，所述直束输出窗与水平夹角同样为20°；所述真空盒放置在所述磁铁组件的磁铁A、磁铁B以及磁铁C中间的缝隙中，所述真空盒紧贴磁极，其中，所述磁铁A与磁铁B分别位于所述真空盒第一段的上下偏转段，但是所述磁铁A与磁铁B的安装位置在垂直方向上相反，所述磁铁A的开口方向向上，所述磁铁B的开口方向向下，所述磁铁C位于所述真空盒的第二段，其开口方向与所述真空盒的第二段输出口的开口方向相垂直；所述磁铁A与所述磁铁B的磁场方向相反，所述磁铁A与所述磁铁C的磁场方向相同；所述挡磁块组件共有5块，套接在所述真空盒的外围，分别位于磁铁A和磁铁B的线圈两侧，以及磁铁C的线圈内侧，且不与所述磁铁A、磁铁B以及磁铁C的磁极块接触。

有益效果：（1）本发明提供了一种110°消色散偏转装置，使电子束经过偏转后发散度很小，满足电子加速度器的使用要求，同时降低装置的总高度，从而增加了电子加速器的有效使用操作空间；

（2）本发明特别设置了直束输出窗，用于观察电子束入射的情况，当本发明的线圈不加电时，电子束从直束输出窗直接打出；

（3）为了消除磁铁边缘磁场对入射电子束的影响，在本发明中设有挡磁块，挡磁块为导磁性材料用于封闭磁极的边缘磁场，保证电子束在入射偏转段时不受杂散磁场的影响和导致束流发散。

附图说明

图1为背景技术中的所述的不同能量电子束在偏转后散开的示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明的工作原理示意图；

其中，1-真空盒、2-输入法兰、3-直束输出窗、4-弯束输出窗、5-挡磁块组件、14-磁铁A、15-磁铁B、16-磁铁C。

具体实施方式

参见附图2，一种高能电子束消色散偏转装置，其特征是，它包括：真空盒1、磁铁组件、线圈、输入法兰2、直束输出窗3、弯束输出窗4以及挡磁块组件5；