[發明專利]一種工業用X射線與高能電子加速器復合輔照系統

無效

• 申請號: 200910015742.0
• 申請日: 2009-06-01
• 公開（公告）號: CN101582298A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發明（設計）人: 王劍鋼;侯志強;郭志峰;沈松;田小建;趙玉鑫;雒明源;位同廈
• 申請（專利權）人: 山東藍孚電子加速器技術有限公司
• 主分類號: G21K5/04
• 分類號: G21K5/04;H05H9/04;G05B19/418
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所
• 代理人: 李桂存

(一)技術領域

本發明涉及一種工業輔照系統，特別是一種工業用X射線與高能電子加速器復合輔照系統。

(二)背景技術

輻照加工技術是利用核輻射或射線輻射與物質相互作用所產生的物理效應、化學效應和生物效應，對被加工物品進行處理，以達到預期的目標。現行的技術是將電子加速器產生的電子線或鈷60產生的γ射線的能量轉移給被輻照物質，通過控制輻射條件，如材料改性、食品保鮮、農作物殺蟲、消毒滅菌、生物變異等。輻射加工，使其物質發生物理、化學及生物效應，達到人們所需要的目標。比如，使高分子材料分別實現接枝、聚合、裂變或交聯，抑制或刺激生物生長，有效地殺滅害蟲、蟲卵、病菌等。

輻射加工產業發展迅速，北美、歐洲的輻照加工產品應用已十分廣泛，亞洲、南美洲甚至比較落后的非洲，都相繼有不少裝置投入使用，年產值高達數千億美元。

電子加速器的基本原理是高頻振蕩電源獲得射頻電壓，經射頻變壓器和倍壓整流堆后獲得高頻高壓，使得高電場中被加熱的燈絲上的電子脫離燈絲并定向移動。這些電子，在束流管的真空腔中，被分壓電場逐級加速，并在聚焦和掃描磁場的作用下，形成束狀，且以極高的能量穿越掃描鈦窗，轟擊從鈦窗下面通過的被照物的分子鍵，導致產品迅速發生反應，如交聯、降解、殺菌等等。

電子加速器系統一般分為三級架構：加速器設備系統、監測與控制系統和用戶管理系統。整個系統通常采用工業以太網及工控總線技術將監控設備連接起來，構成了一個穩定，易于擴充的硬件環境。

將加速器設備按功能劃分為若干個分系統。如調制器系統、微波系統、恒溫水冷系統、傳送系統、真空系統、磁場系統、束流測量系統、安全連鎖系統等。這樣的分系統將由監測與控制系統來控制，將各個分系統連接構成一個整體并可以分別進行控制和調試，。整個系統按擺放位置及功能整合又可分為四個部分：照射頭，調制器、傳送系統、恒溫水冷系統。

X射線的產生有多種方式。目前最常用的方式是通過高速運動的電子流轟擊金屬靶來獲得的。常用的靶材：Cr，Fe，Co，Ni，Cu，Mo，Ag。短脈沖電子束打靶產生軔致輻射，再記錄穿過快速過程后相應的軔致輻射，加速器可在相當大的范圍內方便地調節電子的能量，為不同的輔照組合選擇不同的軔致輻射譜帶來了方便。X射線輔照的能量轉換效率較低，是其輔照深度較深。因此，在工業輔照應用中，X射線輔照與高能直線電子加速器輔照具有互補性。目前，在工業輔照應用中，或采用X射線輔照，或采用高能直線電子加速器輔照。尚未見將兩種輔照系統集成在一起構成復合輔照系統的技術方案。

(三)發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種工業用X射線與高能電子加速器復合輔照系統，使其輔照能量、輔照深度的調節范圍大，能滿足不同的輔照對象對輔照計量以及輔照深度的不同要求。

為了解決上述技術問題，本發明包括X射線系統和高能電子加速器系統，X射線系統的X線出束單元和高能電子加速器系統的電子束出束單元沿束下線方向縱向排列形成復合輔照出束模塊，復合輔照出束模塊位于束下線的上方，X射線系統和高能電子加速器系統有一個可控制兩個系統同時工作和切換兩個系統的總控制系統單元。

為了提高輔照效果，所述復合輔照出束模塊產生的電子束或X射線形成的掃描扇面與束下線運行方向垂直。

為了可改變復合輔照出束模塊與被照物之間的間距，所述束下線位于復合輔照出束模塊下方部分設有高度調節裝置。

為了使其控制方便、體積小，所述的高能電子加速器系統采用S波段緊湊型立式駐波軸耦合電子直線加速器結構，高能電子加速器系統包電源供給單元、固態調制器單元、真空和微波系統單元、速調管單元、加速管聚焦單元、電子束出束單元、和熱管溫控系統單元，前述的七個單元由總控制系統單元控制。

為了使其具有熱軟啟動功能、使系統工作更安全可靠，所述的總控制系統單元具有設置工作溫度并控制系統達到設定工作溫度才能啟動的程序，熱管溫控系統單元包括調節并控制系統溫度在設定工作溫度范圍內的熱管冷卻裝置和恒溫控制系統。

所述的固態調制器單元為全固態結構。屏棄了傳統設計中的變壓器油箱以及復雜的水冷系統，使調制器容易小型化，安裝維護便捷，從而滿足緊湊型系統結構的要求。

為了便于實施，所述的X射線系統為電子束打靶方式的X射線系統。