[发明专利]操作行波线性加速器的方法及行波线性加速器

说明书

本申请是申请日为2010年01月25日、申请号为201080005576.7、发明名称为“包括用于交织多能量操作的频率控制器的行波线性加速器”的中国专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

该申请要求2009年10月16日提交的美国专利申请No.12/581,086；2009年1月26日提交的美国临时申请No.61/147,447；以及2009年8月12日提交的美国临时申请No.61/233,370的权益；每个申请的整体内容以引用方式并入与此。

技术领域

本发明涉及包括频率控制器的行波线性加速器的交织操作用于生成至少两个不同能量范围的电子的系统和方法。可以使用电子来生成至少两个不同能量范围的x光。

背景技术

典型地使用大型集装箱在国际和国内运送物品。根据港口的程序加载和卸载这些集装箱的数量。由于在港口接收的大量集装箱，所以港口检查员有可能无法打开集装箱来检查其内含物。这会引起安全风险。

为了解决不能打开和检查运输集装箱的内含物所引起的安全风险，已经开发货物检查装置，在无需检查员打开集装箱的情况下扫描集装箱的内部。传统货物检查装置使用能够穿透集装箱来识别其内含物的X光束或伽马光束执行运输集装箱的放射镜检查。为了检查装满的运输集装箱，由于加速器提供的高能量输出（以及由此的更大的穿透性），典型地使用利用加速器产生X光束的货物检查装置。

典型地，在货物检查系统中使用的线性加速器配置成产生单能量X光束。检测器接收穿过运输集装箱没有被吸收或散射的单能量X光束，并且产生运输集装箱的内含物的图像。可以将图像显示给检查员从而检查员可以执行对内含物的视觉检查。

一些货物检查装置使用配置成发出两个不同能级X光束的双能量线性加速器。借助双能量X光检查系统，可以通过利用两个不同能量的X光束轮流照射物品来射频识别材料。双能量X光检查系统可以确定材料的质量吸收系数，以及由此确定材料的有效原子（Z）数。通过将利用低能量X光照射集装箱获得的衰减率与利用高能量X光照射集装箱获得的衰减率相比较来实现区分。区分是有可能的，这是因为不同的材料对于高能量X光和低能量X光具有不同的衰减程度，允许识别集装箱中低Z数材料（诸如但不限于有机材料）、中Z数材料（诸如但不限于过渡金属）以及高Z数材料（诸如但不限于放射材料）。这种系统因此可以提供货物内含物的图像并且识别组成货物内含物的材料。

检测被扫描的材料的Z数的双能量X光检查系统的能力使得这种检查系统能够自动检测集装箱中的不同材料，包括放射材料和诸如但不限于可卡因和大麻之类的违禁品。然而，传统的双能量X光检查系统使用易受到频率和功率起伏和温度抖动影响的驻波线性加速器，在运行来将电子加速到低能量时引起来自线性加速器的光束能量不稳定。能量起伏和抖动会产生图像伪像，造成待识别的扫描材料的不正确的Z数。这会引起错误虚警（即使不存在目标材料，也识别出目标材料）和错误漏警（即使存在目标材料，也没有识别出目标材料）。

发明内容

如本文所披露的，提供了一种行波线性加速器，包括具有输入端和输出端的加速器结构；电磁波源，耦合到加速器结构来把电磁波提供给加速器结构；以及频率控制器，与加速器结构的输入端和输出端相接。可以使用频率控制器来将电磁波在加速器结构的输入端的相位与电磁波在加速器结构的输出端的相位相比较来检测电磁波的相移。频率控制器将信号发送给振荡器，并且基于频率控制器所检测的相移幅度，振荡器可以使得电磁波源生成修正频率下的后续电磁波。电磁波源可以是速调管。

频率控制器可以操作地连接到振荡器，频率控制器可以发送信号来调整振荡器的频率设置，并且振荡器可以生成使得电磁波源生成修正频率下的后续电磁波的频率信号。在另一示例中，来自振荡器的频率信号可以经过放大器放大，并且放大器可以将经过放大的频率信号提供给电磁波源。行波线性加速器可以进一步包括电子枪，该电子枪耦合到加速器结构的输入端从而将一个或多个电子束提供给加速器结构。