[发明专利]一种低反轰驻波加速管

说明书

本发明公开了一种低反轰驻波加速管，其包括电子枪、加速管管体、波导管，在加速管管体内部设置第一腔体、后续腔体、边耦合腔，第一腔体以及后续腔体呈直线排列，相邻两个腔体之间使用束流通道连接构成腔列，相邻两个腔体之间的边缘设置边耦合腔，边耦合腔交错排列在腔列两侧，加速管管体上设置有第一腔体入口通道，电子枪与第一腔体入口通道配合安装，波导管连接在后续腔体上，电子枪的阴极为空心结构，在第一腔体内部围绕第一腔体束流上游通道设置鼻锥，束流孔渐变段连接加速管管体的第一腔体入口通道与第一腔体束流上游通道，该结构使得只有极少数电子轰击在阴极上，延长电子枪的使用寿命以及保证加速器正常工作。

技术领域

本发明属于电子直线加速器领域，具体涉及一种低反轰驻波加速管。

背景技术

电子直线加速器目前广泛应用于医疗、无损检测、安检及辐照等领域。电子直线加速器利用微波窗馈入的高功率脉冲微波在腔体内部建立超高梯度电磁场，电子枪发射的电子在腔内与电磁场相互作用获得加速，达到兆电子伏特级别的能量，高能电子通过窗直接引出或者轰击重金属靶产生X射线，并利用产生的高能电子线或者X射线的物理特性加以应用。

目前低能电子直线加速器主要有行波加速结构和驻波加速结构。其中驻波加速结构相较于行波加速结构具有分路阻抗高、加速梯度高、结构紧凑等特点，在低能电子直线加速器领域应用更为广泛。在驻波加速结构中，电磁场工作模式为π/2模或π模。

发明人在实际使用过程中发现，这些现有技术至少存在以下技术问题：

电子束在聚束段驻波电磁场中运动，处于不同相位的电子分别获得不等的加速或减速，甚至反向加速轰击电子枪阴极，导致阴极温度过度升高，影响电子枪及加速器的正常工作，这是驻波加速结构不可以避免的现象。通常来讲，束流越强，能量越高，反轰电子越容易损坏电子枪，造成加速管的寿命降低，工作不稳定等情况。

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，提出了一种低反轰驻波加速管，其可以使得仅有极为少数电子能够反轰至阴极面上，因而对电子枪正常工作影响很小，从而达到保护电子枪，达到延长电子枪的使用寿命以及保证加速器正常工作的效果。

为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：其包括电子枪、加速管管体、波导管，在加速管管体内部设置第一腔体、后续腔体、边耦合腔，第一腔体以及后续腔体呈直线排列，相邻两个腔体之间使用束流通道连接构成腔列，相邻两个腔体之间的边缘设置边耦合腔，边耦合腔交错排列在腔列两侧，加速管管体上设置有第一腔体入口通道，电子枪与第一腔体入口通道配合安装，波导管连接在后续腔体上，所述电子枪的阴极为空心结构，第一腔体连接第一腔体束流上游通道，在第一腔体内部围绕第一腔体束流上游通道设置有鼻锥，第一腔体束流上游通道前端设置束流孔渐变段，束流孔渐变段前端连接加速管管体的第一腔体入口通道。

根据本发明所述的一种低反轰驻波加速管，其进一步的优选技术方案是：第一腔体束流下游侧无鼻锥，下游侧的内部为平滑面，在第一腔体下游侧中心连接第一腔体下游束流通道，第一腔体下游束流通道另一端连接第二腔体上游侧。

根据本发明所述的一种低反轰驻波加速管，其进一步的优选技术方案是：第一腔体束流上游通道内表面与外表面均平滑渐变到第一腔体束流上游侧的鼻锥。

根据本发明所述的一种低反轰驻波加速管，其进一步的优选技术方案是：第一腔体为整体式腔体，整体为短圆柱形状，两个端面的边缘设置为圆角。

根据本发明所述的一种低反轰驻波加速管，其进一步的优选技术方案是：第二至第七腔体的上游侧、下游侧均具有两个圆弧过渡到腔壁和束流孔。

根据本发明所述的一种低反轰驻波加速管，其进一步的优选技术方案是：第一腔体束流下游通道的内径大于第一腔体上游束流通道内径。