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==直线加速器==LINAC的介绍
RodTech 2017-9-13 11:21:55
注意,电离辐射与高压危险!
通常,不要制作超过6MeV的加速器,超过此能量(一般原子核中最弱核子的束缚能)将与原子核作用并产生可观中子的通量,激活周围屏蔽物与空气,容易造成过量照射。

Linear accelerator 简称 LINAC。
本贴仅讨论以电子为被加速粒子的直线加速器。

LINAC通常分成3种:

1.直流高压源驱动的DC加速器,以范德格拉夫起电机,倍压整流等高压电源作为电场产生装置,这一般不超过20MeV,且需要电晕保护环等结构,但价格低廉,常用在工业辐照厂。
下图为C-W 倍压整流 结构的加速器
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2.线圈脉冲直线加速器,这与线圈炮类似,内部电场与加速电子组成1圈回路,与外围多级脉冲线圈相作用。
下图为原理介绍
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3.射频直线加速器,通常用磁控管或速调管作为射频源。
古代或科研射频加速器使用一串桶状电极,电压处于加速半周时,粒子处于两个电极之间,被加速;回拉半周时粒子处于桶形电极内部,电场在轴向分布较均匀,基本不受力靠惯性飞出,调节频率与电极长度,使得电子恰好飞出桶状电极时,射频电压回到加速半周。
下图为古代或高能量科研射频加速器的简化图:
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现代射频加速器在波导腔内形成驻波或行波:
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驻波波导中粒子在加速半周期内恰好在驻波波峰,在回拉半周期内,恰好在波导挡片处,处于驻点,不受力;行波波导中粒子行为类似冲浪,乘着行波的某个部位向前移动,用通俗语言难以描述准确,请参考谷歌旗下视频网站的视频,有动画解释。
下图为医疗波导LINAC:277964

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参考CERN资料:http://slideplayer.com/slide/8441180/

最常见的LINAC,为医用射线放疗机。使用射频加速器的原理,做的比较集成,大约冰箱体积达到25MeV。医疗加速器中,电子加速器常常在出口处真空内安装伺服钨转换靶,以转换成X射线;同时在需要电子束疗时移出钨靶和空间整形滤片等,电子束直接从窗口射出。由于转换效率低,工作在x射线模式时,电子加速器的流强极大,若靶位传感器(通常为微动开关)失效,同时靶又在取出状态,将造成极大(通常致死)的电子束剂量。此类仪器比较危险,IAEA报道多起事故。

Pub1180_web.pdf1.09M32次


工业加速器参考某国介绍:http://www.barc.gov.in/btdg/appd/electron.html
常用倍压整流和速调管加速器
国内工业用的最多的,是dynamitron型廉价山寨加速器,其实除了尺寸,与本坛爱好者的作品。。。没什么本质区别。
dynamitron加速器的本质是一种馈电方式修改成感应,且省去实体高压电容的C-W整流结构,工作在百khz频率。这看起来。。很好diy啊。。
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