[发明专利]一种新型射频电子加速器结构

说明书

本发明公开了一种新型射频电子加速器结构，其包括加速腔、耦合腔、封板和馈入波导，所述加速腔和耦合腔相互交替装配在一起，在最尾端的加速腔的轴向端面上设置封板，在加速腔、耦合腔以及封板的轴向端面都设计有束流孔，且封板上的束流孔尺寸比其余束流孔尺寸小，在最尾端的加速腔径向侧壁上设置与加速腔相通的馈入波导。本发明创造的新型加速器结构取消了外聚焦系统，并通过优化设计，取消了腔端面的耦合孔结构，极大的降低了加工难度。

技术领域

本发明属于加速器技术领域，尤其是涉及了一种结构简单、加工难度低的射频电子加速器结构。

背景技术

小型高能X射线源是整个高能工业CT系统的基础。要产生能量超过1MeV的高能X射线，必须通过电子直线加速器加速电子，高能电子束打到靶材料上从而产生高能X射线。为了保证CT成像的空间分辨率，对电子束流的焦斑尺寸有严格要求。

加速器的常规设计中，在加速管外部增加聚焦系统，通过对螺线管线圈通电后产生磁场。例如一种设有聚焦线圈的加速管其专利号为CN201220722911.1，该技术包括加速管主体，所述加速管主体的下端连接有漂移管，所述漂移管外套接有螺线管线圈。该技术通过对螺线管线圈通电后产生磁场，当电子束平行进入磁场区时，磁场产生切向力使电子获得切向力线速度而旋转，切向线速度形成指向轴心的力，使电子向轴心偏移，穿过漂移管的电子在整个运动中始终受到轴向力的作用，电子束中离轴越远的电子，所受轴向力越大，从而对整个电子束起到了会聚作用。

但是发明人在长期的使用过程中发现这类技术至少存在以下技术问题：

1、现有聚焦系统加装在加速管外部，且包含水冷却系统，结构复杂，不便于使用。

2、现有设计方案中，在腔端面上设计有弧形耦合孔结构，加工难度和装配难度较大。

发明内容

为克服上述存在之不足，本发明的发明人通过长期的探索尝试以及多次的实验和努力，不断改革与创新，提供一种新型射频电子加速器结构，通过该新型加速器结构可以不加外聚焦系统而显著减小加速器出口处电子束的横向尺寸，同时保证电子束达到一定的能量和强度，可满足高能工业CT成像对X射线源的要求。

为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：一种新型射频电子加速器结构，其包括加速腔、耦合腔、封板和馈入波导，所述加速腔和耦合腔相互交替装配在一起，在最尾端的加速腔的轴向端面上设置封板，在加速腔、耦合腔以及封板的轴向端面都设计有束流孔，且封板上的束流孔尺寸比其余束流孔尺寸小，在最尾端的加速腔径向侧壁上设置与加速腔相通的馈入波导。

根据本发明中所述的一种新型射频电子加速器结构，其进一步地优选技术方案是：在耦合腔中设置有耦合腔鼻锥，在其中一个加速腔中设置有加速腔鼻锥。

根据本发明中所述的一种新型射频电子加速器结构，其进一步地优选技术方案是：所有耦合腔鼻锥结构完全对称相同。

根据本发明中所述的一种新型射频电子加速器结构，其进一步地优选技术方案是：所述加速腔鼻锥设置在首端的加速腔中。

根据本发明中所述的一种新型射频电子加速器结构，其进一步地优选技术方案是：所有加速腔鼻锥和耦合腔鼻锥结构的截面轮廓都是以圆弧相切的形式构成。

根据本发明中所述的一种新型射频电子加速器结构，其进一步地优选技术方案是：其中第二圆弧半径是第一圆弧的2倍，第一圆弧半径是第三圆弧的2倍，第三圆弧是两段正反向相切的圆弧构成台阶状。

根据本发明中所述的一种新型射频电子加速器结构，其进一步地优选技术方案是：所述加速腔鼻锥和耦合腔鼻锥结构的截面轮廓是以三个圆弧相切的形式构成。

根据本发明中所述的一种新型射频电子加速器结构，其进一步地优选技术方案是：所述加速腔为5个，耦合腔为4个。