[發明專利]諧振加速腔

有效

• 申請號: 202011616443.5
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112770474B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 李金海;楊譽;吳青峰;朱志斌
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: H05H7/18
• 分類號: H05H7/18;H05H7/00
• 代理公司: 北京市創世宏景專利商標代理有限責任公司 11493
• 代理人: 王鵬鑫

一種諧振加速腔，包括：腔體，腔體包括相對設置的上弧形壁部和下弧形壁部、以及相對設置的左壁部和右壁部，上弧形壁部、左壁部、下弧形壁部和右壁部依次連接并圍設形成腔室，腔室內具有加速電場，其中，左壁部和右壁部之間的最大距離小于上弧形壁部和下弧形壁部之間的最大距離；一對電極板，一個電極板的一側與左壁部連接，另一個電極板的一側與右壁部連接，一對電極板的另外一側相對設置且形成間隙；兩個束流孔道組，分別設置在一對電極板中，兩個束流孔道組的束流孔道之間一一對應；左壁部和右壁部上分別設置有與兩個束流孔道組的多個束流孔道相連通的多個開孔。上述諧振加速腔，具有優化的腔體形狀和尺寸，有助于改善粒子束流加速效果。

技術領域

本發明涉及加速器技術領域，具體涉及一種可用于粒子加速的諧振加速腔。

背景技術

現有加速器種類包括電子加速器，其廣泛應用于工業、農業、醫療輻照等領域。電子加速器可采用諧振加速腔，對諧振加速腔輸入一定射頻功率以建立交變電場，使得電子束流在諧振加速腔內運動、并在電場的作用下獲得加速。

目前的諧振加速腔多為圓柱形腔體，其特點是腔體直徑較大，造成束流孔道較長，使得相鄰兩次加速的電子束流的運動距離難以滿足加速相位同步條件(即保證電子束流能夠不斷獲得加速)。若通過減小腔體直徑解決上述問題，會造成諧振頻率增加，并使得布置在腔體周圍的束流聚焦、導向、測量等部件缺少安裝空間，從而對加速器調試、長期穩定運行帶來不利影響。

發明內容

為至少解決上述問題，根據本發明的一個方面，本發明實施例提出一種諧振加速腔，包括：腔體，所述腔體包括相對設置的上弧形壁部和下弧形壁部、以及相對設置的左壁部和右壁部，所述上弧形壁部、所述左壁部、所述下弧形壁部和所述右壁部依次連接并圍設形成腔室，所述腔室內具有加速電場，其中，所述左壁部和所述右壁部之間的最大距離小于所述上弧形壁部和所述下弧形壁部之間的最大距離；一對電極板，設置在所述腔室內，一個所述電極板的一側與所述左壁部連接，另一個所述電極板的一側與所述右壁部連接，一對所述電極板的另外一側相對設置且形成間隙；兩個束流孔道組，分別設置在一對所述電極板中，每個所述束流孔道組包括多個束流孔道，多個所述束流孔道在相應的所述電極板中沿所述腔體的軸線方向間隔排列，每個所述束流孔道貫穿相應的所述電極板的兩側，兩個所述束流孔道組的所述束流孔道之間一一對應，所述左壁部和所述右壁部上分別設置有與兩個所述束流孔道組的所述多個束流孔道相連通的多個開孔，所述開孔用于使粒子束流經由其進入所述腔體或射出所述腔體，當所述粒子束流經過所述間隙時在所述加速電場的作用下所述粒子束流獲得加速。

進一步地，所述左壁部和/或所述右壁部呈平板形。

進一步地，所述左壁部和所述右壁部相互平行。

進一步地，一對所述電極板與所述左壁部垂直。

進一步地，所述上弧形壁部和/或所述下弧形壁部的截面呈半圓形。

進一步地，所述腔室的形狀沿其中線上下、左右對稱。

進一步地，一對所述電極板共面設置。

進一步地，一對所述電極板位于所述腔室的中間位置。

進一步地，所述上弧形壁部和所述下弧形壁部的截面均呈半圓形且兩者的尺寸相等，所述左壁部和所述右壁部沿豎直方向的尺寸大于零且小于等于所述上弧形壁部的截面形成的半圓形的直徑。

進一步地，一對所述電極板沿所述束流孔道延伸方向的尺寸相等。

進一步地，所述粒子束流的運動軌跡呈蛇形且位于所述束流孔道組所在平面上。

進一步地，所述粒子束流的運動軌跡呈螺旋狀且圍繞在至少部分所述腔體的外側。

進一步地，所述諧振加速腔還包括密封部件，設置在所述腔體沿軸線延伸方向的兩個端部，以密封所述腔室。