[實(shí)用新型]高頻電極以及應(yīng)用該高頻電極的地拉米加速器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220718543.3
• 申請日: 2012-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN203039991U
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賴偉全;斯厚智;俞章華;俞江
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇達(dá)勝加速器制造有限公司
• 主分類號(hào): H05H5/02
• 分類號(hào): H05H5/02;H05H5/00
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種高頻電極以及應(yīng)用該高頻電極的地拉米加速器，屬于帶電粒子加速器領(lǐng)域。

背景技術(shù)

地拉米加速器（Dynamitron?Accelerator）的直流高壓是由高頻電極的高頻電壓，通過空間電容偶合到加速器芯柱的電暈環(huán)上后，經(jīng)多級(jí)并聯(lián)整流得到的直流電壓串聯(lián)后產(chǎn)生的。當(dāng)人們要建造工作電壓比較高的加速器時(shí)候(如4-5MV)，由于高壓靜電場的需要，高頻電極直徑和它與電暈環(huán)的距離都得相應(yīng)增大，因而高頻電極的高頻電壓峰值也隨之增大。

在傳統(tǒng)的地拉米加速器中均采用同一直徑的圓柱形高頻電極。本世紀(jì)初歐洲高壓工程公司采用圓錐形的高頻電極，建造了一臺(tái)地拉米型的5MV串列加速器（The?novel?HVEE?5MV?Tandetron?A.Gottdang，D.J.W.Mous，R.G.Haitsma??NIM?in?Physics?Research?B?190(2002)177-182)。?它的高頻電極與電暈環(huán)的距離從電壓高端到低端線性減小，高頻電極的寬度也相應(yīng)地逐漸變窄，以保持它與各個(gè)電暈環(huán)之間有相等的偶合電容，希望每一整流節(jié)得到相同的直流電壓。上述傳統(tǒng)的圓柱形高頻電極的缺點(diǎn)：第一，由于高壓端電場需要，高頻電極直徑就要取得比較大；為了有相等的偶合電容從而有相等的整流節(jié)電壓，在低壓端高頻電極直徑也不得不與高壓端相同。因此隨高壓指標(biāo)升高，整個(gè)高頻電極的尺寸變得很大；第二，高頻電極通用性差，即使高壓相近的地拉米加速器也必須全部更換高頻電極。

后期的圓錐形高頻電極的缺點(diǎn)：第一，由于高頻電極與電暈環(huán)的偶合電容是與高頻電極和電暈環(huán)的直徑之比的自然對數(shù)成反比。因此采用圓錐形高頻電極，很難做到從上到下所有偶合電容相等，這就會(huì)使得加速器芯柱軸向電壓分布不均；第二，圓錐形的高頻電極的制造和安裝也較為復(fù)雜。

實(shí)用新型內(nèi)容

實(shí)用新型目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

高頻電極，其特征在于：所述高頻電極為階梯形結(jié)構(gòu)。

根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻電極，其特征在于：所述高頻電極包括相互連接的第一高頻電極和第二高頻電極，所述第一高頻電極的半徑比第二高頻電極的半徑小。

所述第一高頻電極半徑?rf1=1000mm；所述第二高頻電極半徑rf2=1120mm。

還包括金屬圓管，所述第一高頻電極和第二高頻電極通過金屬圓管來實(shí)現(xiàn)過渡連接。

一種應(yīng)用所述高頻電極的地拉米加速器，其特征在于：包括所述高頻電極、芯柱和電暈環(huán)，所述芯柱內(nèi)部裝有若干級(jí)整流硅堆，每一級(jí)整流硅堆左右成對安裝電暈環(huán)，所述電暈環(huán)為半圓形結(jié)構(gòu)。

還包括高壓電極，所述高壓電極設(shè)置在芯柱和電暈環(huán)頂部，所述高壓電極為半圓球形結(jié)構(gòu)。

所述高壓電極半徑rc=490mm。

還包括地電位屏蔽電極，高頻電極絕緣支撐，屏蔽電極金屬支撐和鋼筒；所述地電位屏蔽電極設(shè)置在高壓電極兩側(cè)，通過屏蔽電極金屬支撐與鋼筒內(nèi)壁實(shí)現(xiàn)固定連接；所述高頻電極通過高頻電極絕緣支撐與鋼筒內(nèi)壁實(shí)現(xiàn)固定連接。

有益效果：本實(shí)用新型提供的高頻電極以及應(yīng)用該高頻電極的地拉米加速器，通過改變高頻電極構(gòu)造，采用不等直徑的階梯形高頻電極，在較低的高頻電壓峰值下，就能使同樣芯柱尺寸的加速器得到更高的端電壓。具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）高頻電極與電暈環(huán)間的偶合強(qiáng)，所須高頻電壓峰值低；（2）降低了容易發(fā)高壓放電的整流芯柱頂部軸向電位梯度，其余大部份軸向電位梯度保持均勻；（3）高壓電極及其鄰近的高電位電暈環(huán)表面最高電場變化較為平緩；（4）相同大小的鋼筒情況下，高頻電極絕緣支撐加長，提高其耐電壓性能；（5）高頻電極通用性增大，在一定高壓指標(biāo)范圍內(nèi)電暈環(huán)和第一高頻電極基本通用，降低了制造成本；（6）與圓錐形高頻電極相比，結(jié)構(gòu)簡單、制造安裝方便。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中A部的放大圖；

圖3為本實(shí)用新型中高壓電極和鄰近電暈環(huán)表面電場強(qiáng)度分布關(guān)系圖。

其中：芯柱1，高壓電極2，電暈環(huán)3，第一高頻電極4，第二高頻電極5，地電位屏蔽電極6，高頻電極絕緣支撐7，屏蔽電極金屬支撐?8，鋼筒9。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作更進(jìn)一步的說明。