[发明专利]基于电子直线加速的伽马射线源装置

说明书

本发明公开了一种基于电子直线加速的伽马射线源装置，包括沿电子束直线运动方向顺次布置的：S或C波段光阴极电子枪，用于产生并发射电子束；S或C波段聚束腔，用于压缩所经过的电子束的束长；S或C波段加速管，用于冻结所经过的电子束的束长和发射度；X波段加速管组，用于加速所经过的电子束；四极透镜组，用于聚焦所经过的电子束；作用室，用于将进入其中的散射激光和电子束进行逆康普顿散射以产生伽马射线。本发明的基于电子直线加速的伽马射线源装置，实现了伽马射线源的小型化，缩减了空间占用，并且所产生的伽马射线具有大范围、准单能的特点，从而满足了多种场景中的灵活应用，可满足乏燃料的检测和物品安检等方面的需求。

技术领域

本发明涉及一种伽马射线源，特别涉及一种基于电子直线加速的伽马射线源装置。

背景技术

伽马射线是频率最高的一种电磁波，其光子能量高，穿透能力极强。天然的伽马源主要来自宇宙的射线粒子与大气相互作用的次级辐射，以及自然界中放射性同位素的伽马衰变。人工伽马射线主要基于原子核裂变、轫致辐射、同步辐射以及逆康普顿散射等产生。相比常见的基于轫致辐射的射线管和基于同步辐射加速器的伽马射线源来说，基于逆康普顿散射的伽马射线源具有方向性好、亮度高、时间结构短、能量高且可调等诸多优点，在辐射成像、超快物理过程研究和医学物理研究中具有广泛的应用前景。

然而，现有的基于储存环和高能加速器的逆康普顿散射伽马射线装置由于加速器原理不同或者加速技术的限制，其装置长度通常在百米量级，很难实现装置的紧凑，无法实现装置的灵活移动，进而现有的伽马射线源不足以支撑例如核废料诊断等特殊场景的伽马射线成像和核共振荧光的研究。

因此，如何实现伽马射线源的小型化，以实现小空间占用，并可灵活应用于多种场景，便成为亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于电子直线加速的伽马射线源装置，以实现伽马射线源的小型化，缩减空间占用，以实现在多种场景中的灵活应用。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于电子直线加速的伽马射线源装置，包括沿电子束直线运动方向顺次布置的：

S或C波段光阴极电子枪，所述S或C波段光阴极电子枪用于产生并发射所述电子束；

S或C波段聚束腔，所述S或C波段聚束腔用于压缩所经过的所述电子束的束长；

S或C波段加速管，所述S或C波段加速管用于冻结所经过的所述电子束的束长和发射度；

X波段加速管组，所述X波段加速管组用于对所经过的所述电子束进行加速或减速；

四极透镜组，所述四极透镜组用于聚焦所经过的所述电子束；

作用室，所述作用室用于将进入其中的散射激光和所述电子束进行逆康普顿散射以产生伽马射线。

进一步，所述基于电子直线加速的伽马射线源装置还包括：

电子枪螺线管，所述电子枪螺线管安装于所述S或C波段光阴极电子枪的电子束出口，以调整所经过的电子束团的束斑包络和发射度。

进一步，所述基于电子直线加速的伽马射线源装置还包括：

加速管螺线管，所述加速管螺线管缠绕于所述S或C波段加速管，以对所述S或C波段加速管中的电子束的束斑包络和发射度进行调整。

进一步，所述S或C波段加速管的长度为0.8米至2.5米。

进一步，所述X波段加速管组包括沿所述电子束直线运动方向顺次布置的至少一个X波段加速管。

进一步，每个所述X波段加速管的长度为0.4米至1.5米。

进一步，所述X波段加速管对所述电子束的平均加速梯度不小于60MV/m。