[發(fā)明專利]移動式直線加速器系統(tǒng)及具備該移動式直線加速器系統(tǒng)的移動式中子源

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480081684.0
• 申請日: 2014-09-03
• 公開（公告）號: CN106717132A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 山本和男;川崎定博;井上博光
• 申請（專利權(quán)）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H05H9/00
• 分類號: H05H9/00;G21G4/02
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司31100
• 代理人: 干欣穎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及對質(zhì)子射線進(jìn)行加速的移動式直線加速器系統(tǒng)及具備該移動式直線加速器系統(tǒng)的移動式中子源。

背景技術(shù)

移動式中子源是移動至橋梁等固定物并進(jìn)行設(shè)置來照射中子、或者邊移動邊照射中子，以進(jìn)行非破壞性檢查的裝置。中子源由生成質(zhì)子射線的直線加速器系統(tǒng)和從加速后的質(zhì)子射線生成中子射線的靶構(gòu)成。

直線加速器系統(tǒng)中，為了高效地生成中子射線，將質(zhì)子射線加速至所需的能量即4～10MeV左右。直線加速器系統(tǒng)包括生成質(zhì)子射線的離子源、用于對從離子源生成的質(zhì)子射線束進(jìn)行聚集及預(yù)加速的前級加速器、加速至高效地生成中子射線的能量的后級加速器、以及用于向各加速器提供用于加速射束的功率的放大器。

移動式直線加速器系統(tǒng)中，要求能利用一般的車輛進(jìn)行運輸。為了作為移動式直線加速器，例如專利文獻(xiàn)1中公開了搭載有如下直線加速器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：該直線加速器系統(tǒng)雖然是小型的裝置但能實現(xiàn)大電流的加速，由離子源、射頻四極加速器(Radio Frequency Quadrupole Linac：射頻四極直線加速器；RFQ)、漂移管加速器(Drift Tube Linac：漂移管直線加速器；DTL)構(gòu)成。

然而，現(xiàn)有的移動式直線加速器系統(tǒng)中，為了提高功率效率，作為上述前級加速器及后級加速器的射頻四極加速器和漂移管加速器使用了銅材。因此，若加速至4～10MeV左右的能量的質(zhì)子射線與上述加速電極發(fā)生沖擊，則產(chǎn)生中子，為了不使中子泄漏到車外，需要較厚的混凝土，作為移動式直線加速器難以減輕系統(tǒng)整體的重量。

因此，例如專利文獻(xiàn)2中公開了如下技術(shù)：通過對加速器的四極電極及漂移管電極的與離子射束相對的內(nèi)表面等使用金或鋁，從而能降低放射能力。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：國際公開號WO2003-081604A1(4頁14～21行，圖1)

專利文獻(xiàn)2：日本專利特開2007-287538號公報(段落0008，圖5)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

然而，在專利文獻(xiàn)2那樣的結(jié)構(gòu)中具有如下問題：由射頻四極加速器加速后的離子射束中，未被控制的損耗離子射束大部分入射至漂移管直線加速器內(nèi)，僅能降低與在漂移管的射束相對內(nèi)表面施加了金或鋁的表面發(fā)生沖擊的射束的放射能力，無法充分降低放射能力。

此外，由于對數(shù)十至數(shù)百個漂移管的射束相對內(nèi)表面施加金或鋁，因此在材料成本及制造成本方面存在成本變高的問題。

本發(fā)明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于提供一種能抑制未被控制的損耗離子射束的入射，能高效、且低成本地實現(xiàn)放射能力的降低的移動式直線加速器系統(tǒng)及具備該移動式直線加速器系統(tǒng)的移動式中子源。

解決技術(shù)問題的技術(shù)方案

本發(fā)明的移動式直線加速器系統(tǒng)包括：前級加速器，該前級加速器對由離子源生成的質(zhì)子射線進(jìn)行聚集、預(yù)加速；斬束器，該斬束器排除預(yù)加速后的質(zhì)子射線中未被控制的質(zhì)子射線，僅使被前級加速器控制的質(zhì)子射線通過；以及后級加速器，該后級加速器將通過了斬束器的質(zhì)子射線加速至規(guī)定的能量。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，通過具備排除由前級加速器預(yù)加速后的質(zhì)子射線中未被控制的質(zhì)子射線，僅使被前級加速器控制的質(zhì)子射線通過，并射出到后級加速器的斬束器，能防止質(zhì)子射線沖擊后級加速器的加速電極等，從而能抑制中子的產(chǎn)生，能將中子屏蔽用混凝土變薄，更能適用于移動式直線加速器。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的移動式直線加速器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是表示本發(fā)明的實施方式1中的移動式直線加速器系統(tǒng)的斬束器(beam chopper)的結(jié)構(gòu)的圖。

圖3是說明本發(fā)明的實施方式1中的移動式直線加速器系統(tǒng)的斬束器(beam chopper)的功能的圖。

圖4是說明本發(fā)明的實施方式1中的移動式直線加速器系統(tǒng)的斬束器(beam chopper)的功能的圖。

圖5是說明本發(fā)明的實施方式1中的移動式直線加速器系統(tǒng)的斬束器(beam chopper)的功能的圖。

圖6是表示本發(fā)明的實施方式1中的移動式直線加速器系統(tǒng)的后級加速器的結(jié)構(gòu)的圖。

圖7是表示具備本發(fā)明的實施方式1中的移動式直線加速器系統(tǒng)的移動式中子源的使用例的圖。

圖8是表示本發(fā)明的實施方式1中的其他的移動式直線加速器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。

圖9是表示本發(fā)明的實施方式1中的其他的移動式直線加速器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。