[實(shí)用新型]多能倍頻粒子加速器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200620134022.8
• 申請(qǐng)日: 2006-10-11
• 公開（公告）號(hào): CN200987235Y
• 公開（公告）日: 2007-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉耀紅;唐傳祥;胡海峰;陳志強(qiáng);李元景;陳懷璧;唐華平;劉晉升;高建軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);清華同方威視技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): H05H15/00
• 分類號(hào): H05H15/00;H05H7/16;H05H7/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 朱進(jìn)桂

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及加速器技術(shù)，尤其涉及一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且提高了工作速度的多能倍頻粒子加速器。

背景技術(shù)

電子加速器廣泛應(yīng)用于工業(yè)無損檢測(cè)、海關(guān)集裝箱檢測(cè)、放射醫(yī)學(xué)及電子束輻照等領(lǐng)域。例如，用于檢查鍋爐、發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)械臂架、導(dǎo)彈等有無缺陷的高能CT設(shè)備，已經(jīng)被用來對(duì)機(jī)場(chǎng)、海關(guān)、公共場(chǎng)所的行李、包裹、集裝箱進(jìn)行檢查，它可以查驗(yàn)出包括槍支、刀具、炸藥、毒品、大規(guī)模殺傷性武器等違禁物品，以及與報(bào)關(guān)單不符的各種走私品。典型的輻射檢查系統(tǒng)由射線源、探測(cè)器、成像設(shè)備組成。待檢測(cè)物品從射線源和探測(cè)器之間通過，射線源產(chǎn)生的輻射線，如X射線、Y射線和中子，從物品中透射過后被探測(cè)器探測(cè)和測(cè)量，射線穿透物品的過程中，其強(qiáng)度受到削弱，削弱程度與物品的材料和密度有關(guān)。因此，探測(cè)器測(cè)量到的射線強(qiáng)度是所測(cè)物品的材料和密度的函數(shù)。成像設(shè)備通過對(duì)探測(cè)器測(cè)量結(jié)果進(jìn)行處理分析，最后得出反映物品形狀、大小、密度的圖像。

此外，電子加速器也廣泛應(yīng)用于放射醫(yī)學(xué)和輻照技術(shù)領(lǐng)域，如腫瘤治療、輻照消毒、輻照殺菌、輻照檢疫、輻照降解、輻照交鏈、輻照改性等。輻照領(lǐng)域?qū)铀倨鞯闹饕夹g(shù)指標(biāo)是輻照處理能力，即電子束能量和束流功率。電子束的能量決定了輻照處理的深度，電子束能量越高可以輻照處理的深度越大，也即電子束能量越高可以照透體積(深度)越大的物體對(duì)象。束流功率決定了輻照處理速度的大小，即同一時(shí)間內(nèi)，束流功率越大，可以輻照處理的物品數(shù)量就越多。

雙能或多能電子加速器系統(tǒng)是指一臺(tái)可輸出兩種或多種能量的電子束流的電子加速器系統(tǒng)。雙能或多能電子加速器系統(tǒng)與傳統(tǒng)的單能電子加速器系統(tǒng)相比，不只是單機(jī)能量的多樣化，更大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于它結(jié)合新一代探測(cè)器系統(tǒng)和數(shù)據(jù)圖像處理系統(tǒng)等，可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同的物質(zhì)材料進(jìn)行分辨。在傳統(tǒng)的工業(yè)無損檢測(cè)、海關(guān)集裝箱檢測(cè)、高能CT等領(lǐng)域應(yīng)用單能加速器系統(tǒng)只能對(duì)物質(zhì)的形狀進(jìn)行識(shí)別，而應(yīng)用雙能或多能加速器系統(tǒng)則可以同時(shí)對(duì)物質(zhì)的形狀和材質(zhì)進(jìn)行識(shí)別，從而能夠有效的查驗(yàn)出夾帶在跨境運(yùn)輸?shù)拇笮图b箱中的炸藥、毒品、武器、其它有害物質(zhì)和走私品。因此，雙能或多能加速器系統(tǒng)具有更加廣闊的應(yīng)用前景。

為達(dá)到物質(zhì)識(shí)別的目標(biāo)，專利文獻(xiàn)1(WO?9314419)提出采用這樣的配置：兩臺(tái)不同能量的加速器并列工作，對(duì)同一物體分別進(jìn)行輻射掃描成像，對(duì)兩個(gè)圖像信息進(jìn)行差異比較，以獲得物體的材料信息。此外，專利文獻(xiàn)2(WO?2005111590)也提出用兩個(gè)加速器從不同的方向轟擊同一個(gè)靶，來實(shí)現(xiàn)雙能射線的方案。但是，因?yàn)檫@種配置需要兩臺(tái)加速器和兩套獨(dú)立的探測(cè)器系統(tǒng)，所以設(shè)備數(shù)量多，費(fèi)用大，占地面積大。

此外，專利文獻(xiàn)3(US?2004202272)提出了一種多能粒子束加速器，它工作在第一模式時(shí)，產(chǎn)生具有第一能量的粒子束，工作在第二模式時(shí)，產(chǎn)生具有第二能量的粒子束。通過重復(fù)地將物體插入聚束段的腔室中或者從聚束段的腔室中取出物體，來改變腔室的形狀，也就是改變了共振頻率和腔室內(nèi)的電磁場(chǎng)分布，從而輸出具有兩種能量的粒子束。

但是，上述專利文獻(xiàn)3中提出的方案是利用機(jī)械裝置來完成從第一粒子束到第二粒子束的切換，不能滿足一些應(yīng)用中對(duì)毫秒級(jí)的切換速度的要求。所以，需要開發(fā)出一種多能電子加速器，它既能消除雙加速器配置存在的結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜的問題，又能滿足對(duì)操作性能的需求。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問題，完成了本實(shí)用新型。本實(shí)用新型的目的是提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且提高了工作速度的多能倍頻粒子加速器。

在本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提出了一種多能倍頻粒子加速器，包括：產(chǎn)生具有不同功率的N個(gè)脈沖信號(hào)的脈沖功率源，其中N大于等于2；與脈沖功率源連接的、分別產(chǎn)生具有不同能量的N個(gè)微波的N個(gè)磁控管；功率混合環(huán)，具有N個(gè)入口和一個(gè)出口，所述N個(gè)入口的各個(gè)入口連接到所述N磁控管；與所述N個(gè)微波同步地產(chǎn)生N個(gè)粒子束的電子槍；以及與所述電子槍和所述功率混合環(huán)連接的加速管。

此外，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述加速器還包括設(shè)置在所述功率混合環(huán)和所述加速管之間的單個(gè)同步裝置。

此外，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述加速器還包括在分別設(shè)置在各個(gè)磁控管和所述功率混合環(huán)之間的N個(gè)同步裝置。

此外，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述同步裝置包括：與所述功率混合環(huán)的出口連接的入射波取樣波導(dǎo)；設(shè)置在加速管和功率混合環(huán)之間的環(huán)形器；與所述環(huán)行器連接的反射波取樣波導(dǎo)；與所述反射波取樣波導(dǎo)和所述入射波取樣波導(dǎo)連接的自動(dòng)鎖相穩(wěn)頻電路；以及與所述環(huán)行器連接的吸收負(fù)載。