==直线加速器==LINAC的介绍
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



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



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:


现代射频加速器在波导腔内形成驻波或行波:



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:











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。







来自 极客实验
 
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