[发明专利]一种同轴腔加速器出口电子束能量调节系统及方法

说明书

本发明涉及一种同轴腔加速器出口电子束能量调节系统及方法，其特征在于，包括电子束源、第一偏转磁铁、第二偏转磁铁、引出系统和励磁电源；电子束源、第二偏转磁铁和引出系统以及若干第一偏转磁铁周向均匀间隔设置在加速腔的外侧，每一第一偏转磁铁和第二偏转磁铁均连接一对应励磁电源；电子束源用于出射电子束源；第一偏转磁铁用于对经加速腔加速后的电子束进行常规角度偏转后再次进入加速腔进行加速；第二偏转磁铁用于对加速腔加速后的电子束进行大角度偏转后再次进入加速腔进行减速；引出系统用于引出能量调节后的电子束；励磁电源用于调节对应第一偏转磁铁或第二偏转磁铁的电流值，本发明可以广泛应用于电子加速领域中。

技术领域

本发明是关于一种同轴腔加速器出口电子束能量调节系统及方法，属于电子加速领域。

背景技术

目前，辐照加工领域常用的加速器类型包括直流高压型加速器和微波型直线加速器，直流高压型加速器输出的束流功率可以很高，但是能量一般只能达到几个MeV；微波型直线加速器因为采用微波功率驱动，能量可以很高，但是平均束流强度不会很大。同轴腔加速器兼有直流加速器的高功率和直线加速器高能量的优点。

同轴腔加速器与电子直线加速器一样，均是利用射频电场对电子进行加速，电子直线加速器通常包含多个谐振腔，每一加速腔只加速电子一次，因此，若要得到更高能量的电子束，需要增加加速腔的数量和加速器的长度。而同轴腔加速器只有一个谐振腔，利用偏转磁铁使电子束反复进入谐振腔进行加速，获得更高的能量，其工作过程为：从电子枪发射的电子束以一定的初始速度注入到加速腔中，电子受到加速腔中加速电场的作用而被加速，能量增加。当电子束到达内导体的中心时，加速腔中的电场反向，当电子穿过内导体重新进入加速腔时受到的依然是加速电场，电子可以再次得到加速。当电子束到达加速腔的外导体时，在偏转磁铁的作用下，使其经过半个周期的偏转路径后再次返回加速腔，这时电子感受到的正好是加速电场，重复上述的加速过程，在电子束达到一定的能量后，由引出系统将其引出。

同轴腔加速器在任一偏转磁铁不加电时，均可以将电子束引出，得到不同能量的电子束，但是，引出后的电子束若要达到辐照终端，还需要一套复杂的引出系统，包括匹配束线、磁铁及电源、靶站和真空系统等，该套设备不仅所占空间大，且价格昂贵，限制同轴腔加速器的应用范围。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够实现同一出口多档能量输出且节约空间和成本的同轴腔加速器出口电子束能量调节系统及方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种同轴腔加速器出口电子束能量调节系统，包括电子束源、第一偏转磁铁、第二偏转磁铁、引出系统和励磁电源；

所述电子束源、第二偏转磁铁和引出系统以及若干所述第一偏转磁铁周向均匀间隔设置在加速腔的外侧，每一所述第一偏转磁铁和第二偏转磁铁均连接对应所述励磁电源；

所述电子束源用于出射电子束源；

所述第一偏转磁铁用于对经所述加速腔加速后的电子束进行常规角度偏转后再次进入所述加速腔进行加速；

所述第二偏转磁铁用于对所述加速腔加速后的电子束进行大角度偏转后再次进入所述加速腔进行减速；

所述引出系统用于引出能量调节后的电子束；

所述励磁电源用于调节对应所述第一偏转磁铁或第二偏转磁铁的电流值。

优选地，所述第一偏转磁铁的数量为八。

优选地，所述第二偏转磁铁的位置能够与任一所述第一偏转磁铁的位置进行互换。

优选地，以所述电子束源的位置为原点，所述加速腔的外侧逆时针均匀间隔设置四个所述第一偏转磁铁、所述引出系统、四个所述第一偏转磁铁和所述第二偏转磁铁。

一种同轴腔加速器出口电子束能量调节方法，包括以下内容：