[發明專利]一機兩用電子直線加速器及電子直線加速器的一機兩用方法

無效

• 申請號: 201210136912.2
• 申請日: 2012-05-04
• 公開（公告）號: CN102647849A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 李桃生;王國保;唐鄂生;宮存潰;劉春雨;顏強;王慶宇;張志儉;夏虹;李忠宇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H05H9/00
• 分類號: H05H9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種電子加速器。本發明也涉及一種電子直線加速器的應用方法。

背景技術

目前，在電子直線加速器的應用中，每臺加速器一般都只能實現一種功能，或是電子輻照，或是X射線成像。電子輻照在材料改性、輻射滅菌、食品保鮮等領域起著重要作用，X射線成像在無損檢測、醫學診斷和安檢等領域發揮著不可替代的作用。當使用電子束輻照物品時，電子束斑要求相對較大，束流比較均勻，經過掃描磁鐵的作用和物品傳輸帶，可以實現對物品的掃描。當使用X射線成像時，為了達到較高的空間分辨率和圖像清晰度，要求電子束流聚焦性能好，打靶產生的X射線焦點尺寸要小，這樣用于X射線成像的質量才能滿足要求。基于上述兩種應用對電子束斑大小相互矛盾的要求，電子直線加速器都只采用一個加速管實現一種功能的生產模式，性能能夠滿足要求。但是，在用戶需要實現電子輻照和射線成像兩種應用的情況下，如果使用上述加速器應用設計，用戶就需要購買兩臺獨立的加速器設備，以分別實現不同的功能，這將大大增加成本。

近幾年，在醫學成像領域中，實現了能量可調的電子加速器，可以用不同能量的電子束實現不同的功能，但是，這種加速器的使用還很有限，尚未大規模推廣。

發明內容

本發明的目的在于提供一種在各種性能都滿足要求的情況下能節約了成本的一機兩用電子直線加速器。本發明的目的還在于提供一種電子直線加速器的一機兩用方法。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明的一機兩用電子直線加速器包括加速管1、掃描盒3、工業CT5，還包括束流偏轉系統；所述束流偏轉系統包括位于加速管1后的前四極磁鐵6、位于前四極磁鐵6后的偏轉磁鐵2、位于偏轉磁鐵2后的后四極磁鐵7和掃描磁鐵；工業CT5位于后四極磁鐵7之后，掃描盒3位于掃描磁鐵之后；通過控制偏轉磁鐵2的開啟或關閉，選擇電子束流直線向前運動或實現α角度偏轉，從而選擇進入掃描盒3或工業CT5。

本發明的一機兩用電子直線加速器還可以包括：

所述加速管1垂直設置，前四極磁鐵6、掃描磁鐵以及掃描盒3垂直布置。

所述加速管1水平設置，前四極磁鐵6、后四極磁鐵7以及工業CT5水平布置。

本發明的一種電子直線加速器的一機兩用方法為：

電子束由電子槍提供，在加速管1內與射頻電場相互作用而獲得能量，由加速管出來的電子束經過前四極磁鐵6聚焦進入偏轉磁鐵2，若偏轉磁鐵2關閉，則加速器工作在電子輻照模式，電子束流直線向前運動進入掃描盒3，掃描磁鐵將電子束掃描成電子簾，穿過鈦窗后對被照物體4進行輻照；若偏轉磁鐵2打開，則加速器工作在工業CT模式，電子束受偏轉電磁場作用，實現α角度偏轉，之后經過后四極磁鐵7聚焦，打靶產生小靶點X射線，進入工業CT?5成像。

本發明的另一種電子直線加速器的一機兩用方法為：

電子束在加速管1內水平前進獲得能量，經過前四極透鏡6聚焦進入偏轉磁鐵2，當偏轉磁鐵2關閉時，加速器工作在工業CT模式，電子束直線前進，經過后四極透鏡7聚焦后打靶產生X射線，進入工業CT5成像；當偏轉磁鐵2打開時，加速器工作在電子輻照模式，電子束經過α角度偏轉，聚焦后進入掃描盒3，在掃描磁鐵的作用下對被照物品4實現輻照。

本發明設計一種束流偏轉系統，控制束流的色散，使電子輻照和工業CT兩種功能通過同一臺電子加速器實現，并且能夠實現束流能量連續可調。

本設計采用射頻加速管結構對電子進行加速，豎直放置，電子束由電子槍提供，在加速管內與射頻電場相互作用而獲得能量，通過調節微波功率和電子槍發射流強可以使電子束獲得不同的能量，在10MeV以內實現分檔可調。束流偏轉系統實現電子束流的偏轉，決定加速器工作在“電子輻照”還是“工業CT”模式，控制兩種功能的切換。偏轉角度根據實際需要人為限定，比如可兩塊45°偏轉磁鐵組成的90°偏轉系統，也可以是270°偏轉系統，等等。

束流偏轉系統主要由偏轉磁鐵組成，除了實現電子束流的偏轉外還要對電子束氣道消色散和聚焦的作用，對于不同能量的電子束流都要有較好的偏轉聚焦效果。電子束偏轉能量準直采用四極磁鐵和偏轉磁鐵組成，前兩塊四極磁鐵沿豎直方向排列，位于偏轉磁鐵的前方，對加速管出來的電子束進行聚焦，之后是偏轉磁鐵，中間若干四極磁鐵沿水平方向排列，用于對偏轉的束流進行初步聚焦，最后數塊四極磁鐵位于CT靶的前方，用于對束流進一步聚焦，從而獲得更小的焦點。