[发明专利]一种利用水冷负载实现高能束流吸收的装置与方法

说明书

本发明公开一种利用水冷负载实现高能束流吸收的装置与方法，该装置包括包括水冷负载结构、负载支撑结构，水冷负载结构包括负载腔体、锥形外壳；负载腔体包括涡流平台、螺旋水冷槽、锥形真空负载腔、圆筒真空腔及真空法兰；负载支撑结构包括负载支撑架、支撑台桌、调节支撑架、固定支撑架及调高桌脚，负载支撑架可实现支撑高度调节、调平及角度调节；该方法通过水冷循环实现高能粒子轰击负载过程中产生热量的吸收。本发明解决了束流粒子的拦截与吸收问题，并通过水冷设计实现粒子拦截过程中的设备冷却，为降低建筑成本需求，也为工作人员的人身安全以及环境保护提供了保障。

技术领域

本发明属于加速器技术领域，具体涉及一种利用水冷负载实现高能束流吸收的装置与方法。

背景技术

回旋加速器是利用电场和磁场使质子作回旋运动，并在高频电场中反复加速到很高能量的装置。与其他类型的回旋加速器相比，等时型回旋加速器具有连续束运行和高平均流强的特点。在加速器的发展过程中，人们逐步认识到它在许多科技和国民经济领域的重要应用价值，并将其广泛应用于核物理、能源、医疗卫生等领域。

其中，加速器在核医学领域的应用近年来备受人们关注，是当前加速器应用与发展的热门领域。加速器主机的调试与验收是验证加速器性能指标的关键步骤，为加速器束流品质保证提供依据。加速器主机加工组装完成后，需对加速器进行束流性能调试、关键参数优化、加速器性能改善以及运行状态监测。

在加速器的调试与验收过程中，束流的吸收处理是安全防护保障工作人员人身安全的关键环节。加速器主机引出的质子束具有很高的能量，轰击在物体上在穿透一定距离至能量耗尽时才会停下，如果不作有效拦截，则需要对建筑屏蔽提出很高要求，大幅增加了建筑成本。因此，采用一套安全可靠的负载设备，对加速器调试与验收阶段产生的束流进行拦截吸收处理，对粒子轰击过程中产生的热量进行吸收，是十分必要的。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种利用水冷负载实现高能束流吸收的装置与方法，解决了束流粒子的拦截与吸收问题，并通过水冷设计实现粒子拦截过程中的设备冷却，为降低建筑成本需求，也为工作人员的人身安全以及环境保护提供了保障。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种利用水冷负载实现高能束流吸收的装置，包括水冷负载结构、负载支撑结构，所述水冷负载结构包括：负载腔体、锥形外壳，锥形外壳设于负载腔体的外部；

所述负载腔体包括涡流平台、螺旋水冷槽、锥形真空负载腔、圆筒真空腔及真空法兰；

所述螺旋水冷槽为螺旋缠绕分布在负载腔体锥面外侧的条带状凹槽；

所述涡流平台为位于负载腔体外锥面顶端的圆形平台，其圆心处带有圆柱形孔洞，侧面与螺旋水冷槽相接；

所述锥形真空负载腔和圆筒真空腔设于负载腔体的内侧，圆筒真空腔的一端与锥形真空负载腔相接，另一端与真空法兰相接；锥形真空负载腔的锥形侧面与螺旋水冷槽的槽底面平行；

所述锥形外壳的顶端接有一个水冷入口，底端对称连接两个水冷出口，锥形外壳的底端与负载腔体拼接，锥形外壳与负载腔体之间的空腔为螺旋槽水冷腔；

所述负载支撑结构包括负载支撑架、支撑台桌、调节支撑架、固定支撑架及调高桌脚；

所述调节支撑架、固定支撑架前后平行固定在支撑台桌上；

所述调节支撑架包括两个对称设置的斜面支撑板和用于调节两个斜面支撑板间距的调节螺栓。

作为本发明进一步的方案，所述负载腔体前端及侧壁厚度大于最大能量粒子在该材料中的射程。

作为本发明进一步的方案，所述束流以垂直于真空法兰方向射入负载腔体。