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新型电子直线加速器改良与测试

罗小为  
【摘要】: 作为一种产生高能电子束的装置,电子直线加速器被广泛运用。传统的电子直线加速器一般由电子枪,微波功率元件,加速管三大部分组成,结构较为复杂。为简化装置节省造价,一种新型的电子直线加速器方案被提出。该装置利用大功率速调管的用毕束流作为电子源而省略了电子枪的部分,从而大大的简化了装置。 前期的模拟计算以及设计加工都已经完成。引出部分电子在管体内群聚而具有较窄的相位宽度,省略了预聚束系统。作为一台原理证明性的装置,我们选择了KS4064-5MW速调管同时作为功率源与电子源,加速管部分采取了等阻抗的行波加速结构。在实验中加速后的电子束输出被成功观测,证实了该方案的可行性。由此,研究进一步展开和进行。 本课题中,主要包含了对该简易电子直线加速器的运行与调试结果,输出束流的性能测量,配合粒子动力学模拟而对装置进行的改进。其中运行和调试部分为满足该电子直线加速器的需要对外部设备进行了更新和改造,控制和保护系统被建立以维持装置的工作环境和保护其工作安全。 通过调节聚焦而选取适合装置不同工作模式下的工作点,对在此状态下的束流尺寸,流强,能量散度和发射度进行了测量。装置最大输出流强达到102mA,中心能量10MeV。束流性能符合设计要求。装置在不同模式下的运用领域以及与同类型装置的比较被加以讨论,并对装置性能的进一步优化进行了分析与建议。以该装置为平台的PXR研究正在展开,10MeV的电子源由加速器提供进行x光研究。装置稳定了的提供了试验所需的电子源。 试验证明了该简易直线加速器的良好性能,达到了最初的设计要求,在工业辐照,医疗等领域有着很好的运用前景。


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