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中国原子能科学研究院直线加速器技术发展与创新
1
作者 杨京鹤 范雨轩 +3 位作者 朱志斌 张立锋 向益淮 王国宝 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第9期1958-1967,共10页
直线加速器是核科学与技术应用的重要装置,中国原子能科学研究院(简称原子能院)自建院以来,已经历70余年的直线加速器技术的发展与创新,在加速器的多学科、多应用领域取得重要成果,并由此带动了我国核科学技术基础研究和应用技术的发展... 直线加速器是核科学与技术应用的重要装置,中国原子能科学研究院(简称原子能院)自建院以来,已经历70余年的直线加速器技术的发展与创新,在加速器的多学科、多应用领域取得重要成果,并由此带动了我国核科学技术基础研究和应用技术的发展。本文在回顾直线加速器发展历程的基础上,重点阐述近十年原子能院围绕直线加速器的技术创新和应用拓展,梳理了原子能院电子直线加速器从固定型号的定型产品到能量可调、紧凑小型等系列化新型加速器的不断创新发展、强流质子直线加速器在多脉冲模式实验平台建设以及超导技术的突破,并进一步展望未来原子能院直线加速器的技术发展趋势以及战略发展方向,以期继续引领创新,满足新形势下国家核科技快速发展的需要。 展开更多
关键词 电子直线加速器 质子直线加速器 加速结构 加速器技术
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太赫兹近场高通量材料物性测试装置直线加速器微波系统研制 被引量：2
2
作者 邵琢瑕 张通 +4 位作者 董自强 周泽然 何志刚 王琳 陆亚林 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第1期155-161,共7页
太赫兹近场高通量材料物性测试系统(NFTHZ)中集成了一台波长可调谐的太赫兹自由电子激光器(THz-FEL),该仪器采用电子能量10~18 MeV可调的直线加速器作为注入器。调节驱动激光的纵向/时间结构,可以形成电子束团的预群聚,通过匹配电子束... 太赫兹近场高通量材料物性测试系统(NFTHZ)中集成了一台波长可调谐的太赫兹自由电子激光器(THz-FEL),该仪器采用电子能量10~18 MeV可调的直线加速器作为注入器。调节驱动激光的纵向/时间结构,可以形成电子束团的预群聚,通过匹配电子束团的群聚因子、波荡器入口处电子束能量以及波荡器K值之间的关系,能够实现MW级高峰值功率、中心波长0.5~5 THz可调的太赫兹自由电子激光。微波系统为THz-FEL中电子束加速至目标能量提供了高功率微波电场、加速结构以及微波幅度相位控制系统。本文将针对NFTHZ装置微波系统的关键技术以及电子直线加速器的研制进展进行介绍。 展开更多
关键词 自由电子激光 太赫兹 预群聚电子束 直线加速器 微波系统
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基于MC方法9MeV无损检测电子直线加速器辐射屏蔽优化设计
3
作者 王兴华 侯铁钢 +1 位作者 苏晓书 黄春锋 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第1期134-139,共6页
本文以9MeV无损检测电子直线加速器工程设计为研究对象,首先采用MC方法FLUKA程序模拟了加速器机头源项,研究机头电子打钨金合金靶产生的X射线,与加速器设备参数进行比对,充分验证了加速器机头模型的可行性,从而可以保障下一步探伤室辐... 本文以9MeV无损检测电子直线加速器工程设计为研究对象,首先采用MC方法FLUKA程序模拟了加速器机头源项,研究机头电子打钨金合金靶产生的X射线,与加速器设备参数进行比对,充分验证了加速器机头模型的可行性,从而可以保障下一步探伤室辐射屏蔽准确性。然后使用FLUKA程序建立模型进行模拟计算,并对辐射防护薄弱区域进行模拟优化设计。模拟屏蔽设计结果表明:本项目物流防护门搭接间距在1.5cm时搭接长度至少100cm,可满足屏蔽要求;当穿墙管角度50°后,通风管出口处泄漏辐射剂量率趋于平缓,随着角度增加,变化不明显,因此从施工及工程造价角度上看,预埋50°穿墙管较为合适。 展开更多
关键词 电子直线加速器 FLUKA 模拟计算 优化设计
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应用型电子直线加速器用C波段大功率速调管研究与开发 被引量：2
4
作者 杨誉 杨京鹤 +14 位作者 王常强 刘秀莹 韩广文 吴青峰 范雨轩 王博 雷瀚 毕振亮 陈伟 崔爱军 于国龙 吕约澎 王国宝 张立锋 朱志斌 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期167-173,共7页
为满足C波段应用型直线加速器功率源要求,研制了一支C波段大功率速调管。通过对电子枪结构模拟计算并利用正反向组合式聚焦线圈调整过渡区磁场,完成了电子光学系统设计,电子注通过率达到100%,电子注波动率为4.8%。综合应用一维至三维计... 为满足C波段应用型直线加速器功率源要求,研制了一支C波段大功率速调管。通过对电子枪结构模拟计算并利用正反向组合式聚焦线圈调整过渡区磁场,完成了电子光学系统设计,电子注通过率达到100%,电子注波动率为4.8%。综合应用一维至三维计算程序对注-波互作用段开展参数优化及PIC仿真,最终确定了6个谐振腔的速调管方案。腔体加工冷测调配后焊接形成整管,并开展了高功率测试,在电子注电压为115 kV、电流为79.6 A条件下,馈入频率为5712 MHz、功率为100 W的信号时,该速调管可输出的峰值功率为3.52 MW,增益为45.5 dB,效率为38.5%,达到了预期研制目标。 展开更多
关键词 C波段 速调管 直线加速器
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直线加速赛车动力系统匹配设计 被引量：1
5
作者 郑颖 郑显锋 杨文兴 《农业装备与车辆工程》 2024年第2期79-81,共3页
以直线加速赛车为研究对象,以赛车的动力性能指标最优为目标,结合直线加速大赛要求,对动力系统主要零件——电动机、电池进行参数计算以及选型,同时计算传动系统参数,完成动力系统参数匹配设计。利用ADVISOR软件对整车的动力性及电池性... 以直线加速赛车为研究对象,以赛车的动力性能指标最优为目标,结合直线加速大赛要求,对动力系统主要零件——电动机、电池进行参数计算以及选型,同时计算传动系统参数,完成动力系统参数匹配设计。利用ADVISOR软件对整车的动力性及电池性能进行仿真分析,结果表明各项参数匹配均处于合理的范围内,设计满足要求。 展开更多
关键词 直线加速赛车 动力性能 动力匹配 ADVISOR 仿真分析
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电子直线加速器辐射环境监测与评价 被引量：2
6
作者 时劲松 张金帆 +1 位作者 黄仲明 陶扬 《环境监测管理与技术》 CSCD 北大核心 2024年第4期59-62,共4页
以医用放射治疗、货物/车辆安全检查、工业辐照3类电子直线加速器作为研究对象,通过辐射环境剂量率监测,掌握不同类型加速器周围和不同关注点位的辐射环境状况,对监测数据做单因素方差分析和Bonferroni相关性分析。结果表明,虽然3类电... 以医用放射治疗、货物/车辆安全检查、工业辐照3类电子直线加速器作为研究对象,通过辐射环境剂量率监测,掌握不同类型加速器周围和不同关注点位的辐射环境状况,对监测数据做单因素方差分析和Bonferroni相关性分析。结果表明,虽然3类电子直线加速器的辐射环境监测剂量率数据均低于相关标准限值,但安全检查类电子直线加速器出入口及其侧防护墙位置与其他类关注点位的周围剂量当量率水平有显著差异。 展开更多
关键词 辐射监测 辐射安全 电子直线加速器 辐射剂量率
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CIAE直线加速器技术的创新发展 被引量：2
7
作者 王国宝 曾自强 +4 位作者 朱志斌 王修龙 杨京鹤 张立锋 韩广文 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期293-302,共10页
加速器是核技术应用的源头技术,是世界上最先进的辐射装置。中国原子能科学研究院(CIAE)开展了中低能电子、质子强流直线加速器技术研究,突破了多能量加速器、高功率加速管、DTL和CCL加速结构、3 MW射频脉冲电源等关键技术,成功研制了... 加速器是核技术应用的源头技术,是世界上最先进的辐射装置。中国原子能科学研究院(CIAE)开展了中低能电子、质子强流直线加速器技术研究,突破了多能量加速器、高功率加速管、DTL和CCL加速结构、3 MW射频脉冲电源等关键技术,成功研制了具有自主知识产权,型谱化、系列化无损检测和辐照直线加速器,其性能指标达到国际同类产品先进水平。直线加速器技术应用在工业、农业、科研、安全等领域,为我国国民经济的发展发挥了不可替代作用。 展开更多
关键词 高能辐照加速器 无损检测和辐照直线加速器 质子直线加速器
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X波段2 MeV驻波电子直线加速管研制和测试 被引量：5
8
作者 童德春 靳清秀 +6 位作者 林郁正 孙翔 陶小魁 杜泰斌 段修明 孙敬清 胡少光 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期189-192,共4页
为发展结构更加紧凑的小型医用电子直线加速器，开展了Ｘ波段驻波电子直线加速结构的研究。设计制造了一只工作频率为９３１６ＭＨｚ、管长约１５ｃｍ的２ＭｅＶ全密封轴耦合驻波电子直线加速管。热测出束实验馈入０．６８ＭＷ微波功率... 为发展结构更加紧凑的小型医用电子直线加速器，开展了Ｘ波段驻波电子直线加速结构的研究。设计制造了一只工作频率为９３１６ＭＨｚ、管长约１５ｃｍ的２ＭｅＶ全密封轴耦合驻波电子直线加速管。热测出束实验馈入０．６８ＭＷ微波功率，负角注入１７ｋｅＶ电子束，获得脉冲流强＞９０ｍＡ、俘获效率好于３０％、能量达２．４ＭｅＶ的电子束流。未用任何外聚焦磁场，出口束靶点直径＜０．７ｍｍ。 展开更多
关键词 X波段 微波冷测调谐 热测出束 电子直线加速管
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15MeV医用电子直线加速器治疗室内光核中子辐射场的研究 被引量：8
9
作者 曹磊 张贵英 +5 位作者 邓君 张文艺 邬家龙 王成国 倪邦发 胡爱英 《辐射防护》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期131-134,149,共5页
医用电子直线加速器产生的X射线已广泛的应用于放射治疗过程。由于X射线能量高于某一阈值与周围物质发生(γ,n),(γ,2n)反应而产生光核中子,导致治疗过程中,存在一定程度的中子污染危害。采用Monte-Carlo模拟方法,以点源模型对一台工作... 医用电子直线加速器产生的X射线已广泛的应用于放射治疗过程。由于X射线能量高于某一阈值与周围物质发生(γ,n),(γ,2n)反应而产生光核中子,导致治疗过程中,存在一定程度的中子污染危害。采用Monte-Carlo模拟方法,以点源模型对一台工作在15MeV能量档的Primμs-M型医用电子直线加速器,对照射野在0cm×0cm、3cm×3cm、5cm×5cm、10cm×10cm和20cm×20cm时,使用CR-39固体核径迹探测器和中子气泡探测器(BND)对照射野及照射野外中子剂量分布进行了测量,并对光中子剂量分布进行了模拟。测量和模拟的结果均表明,单一照射野内,光核中子引起的剂量随照射野周长减少呈指数增强趋势。随着照射野面积增大,光核中子总注量逐步增强。采用调强适形放射治疗时,光核中子引起的中子剂量贡献不容忽视。 展开更多
关键词 医用电子直线加速器 中子污染 辐射防护设计 MONTE-CARLO模拟
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NFZ-10工业辐照电子直线加速器 被引量：5
10
作者 赖启基 席德勋 +3 位作者 朱以漳 纵群 胡树椿 王厚稳 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第2期305-308,共4页
研制的电子直线加速器ＮＦＺ－１０的辐照加工能力相当于３０ＰＢｑ的６０Ｃｏ源，电子束能量为４～１２ＭｅＶ，平均束功率为３ｋＷ，扫描宽度为１ｍ，能量不稳定度≤±０．５％，束流不稳定度≤±０．６％，扫描不均匀度≤... 研制的电子直线加速器ＮＦＺ－１０的辐照加工能力相当于３０ＰＢｑ的６０Ｃｏ源，电子束能量为４～１２ＭｅＶ，平均束功率为３ｋＷ，扫描宽度为１ｍ，能量不稳定度≤±０．５％，束流不稳定度≤±０．６％，扫描不均匀度≤±２．５％。ＮＦＺ－１０加速器已被用于辐照各种电力半导体器件，一年多来运行稳定可靠并获得较好的经济效益。 展开更多
关键词 直线加速器 电子束 辐射源 辐照加工
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医用直线加速器的Monte Carlo模拟 被引量：5
11
作者 陈少文 王学涛 +3 位作者 陈立新 曹午飞 唐强 刘小伟 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期328-331,共4页
用EGSnrc/BEAMnrc程序对Varian 600C医用直线加速器进行模拟。通过模拟结果和测量结果相比较,确定加速器治疗头的入射电子束参数,并分析入射电子束参数对百分深度剂量和离轴比的影响、射野大小对百分深度剂量的影响。模拟结果和测量结... 用EGSnrc/BEAMnrc程序对Varian 600C医用直线加速器进行模拟。通过模拟结果和测量结果相比较,确定加速器治疗头的入射电子束参数,并分析入射电子束参数对百分深度剂量和离轴比的影响、射野大小对百分深度剂量的影响。模拟结果和测量结果相当一致,模拟结果可用于进一步的研究工作。 展开更多
关键词 医用直线加速器 MONTE CARLO模拟 BEAMnrc
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X-波段轴耦合驻波电子直线加速管物理设计与研究 被引量：9
12
作者 孙翔 童德春 林郁正 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第4期294-298,共5页
为发展结构更加紧凑的小型电子直线加速器，进行了Ｘ－波段驻波电子直线加速结构的研究。采用π／２模轴耦合驻波加速结构，频率为９３００ＭＨｚ；不使用任何外加聚焦器件，应用交变相位聚焦技术，使射频场在纵向聚束和加速的同时，实... 为发展结构更加紧凑的小型电子直线加速器，进行了Ｘ－波段驻波电子直线加速结构的研究。采用π／２模轴耦合驻波加速结构，频率为９３００ＭＨｚ；不使用任何外加聚焦器件，应用交变相位聚焦技术，使射频场在纵向聚束和加速的同时，实现横向聚焦。设计了工作频率为９３００ＭＨｚ、管长约１５０ｍｍ的２ＭｅＶ轴耦合驻波电子直线加速管，给出了加速管物理设计参数。热测出束实验，馈入微波功率０．６８ＭＷ，负角注入１７ｋｅＶ电子束，得到脉冲流强＞９０ｍＡ、能量达２．４ＭｅＶ的电子束，俘获效率好于３０％，出口束靶点直径＜１．４ｍｍ。 展开更多
关键词 X-波段 轴耦合 驻波结构 直线加速器 加速管
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用于质子直线加速器的强流电子回旋共振离子源 被引量：8
13
作者 崔保群 李立强 +2 位作者 包轶文 蒋渭生 王荣文 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 2002年第6期486-489,共4页
研制了一台用于加速器驱动次临界系统 (ADS)的强流电子回旋共振离子源。在 30keV能量下 ,引出的氢离子最大束流达到 1 0 0mA ,质子比好于 85 % ,引出束流密度最高可达 34 0mA/cm2 。初步测定的发射度约为 0 1 1πmm·mrad。已通过... 研制了一台用于加速器驱动次临界系统 (ADS)的强流电子回旋共振离子源。在 30keV能量下 ,引出的氢离子最大束流达到 1 0 0mA ,质子比好于 85 % ,引出束流密度最高可达 34 0mA/cm2 。初步测定的发射度约为 0 1 1πmm·mrad。已通过了 1 0 0h的连续运行考验。 展开更多
关键词 质子直线加速器 电子回旋共振离子源 加速器驱动次临界系统 质子比 发射率
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漂移管直线加速器加速电场分布及稳定性调谐研究 被引量：5
14
作者 刘华昌 李阿红 +7 位作者 彭军 樊梦旭 巩克云 瞿培华 李波 王云 陈强 吴小磊 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1874-1879,共6页
漂移管直线加速器(DTL)加工和安装的误差会导致腔内加速电场分布偏离设计值。为了补偿该偏差,通常在腔内安装调谐装置。同时,在腔内引入耦合杆周期结构,通过调节耦合杆与漂移管之间的间隙,可提高DTL腔内加速电场的稳定性。本文基于高频... 漂移管直线加速器(DTL)加工和安装的误差会导致腔内加速电场分布偏离设计值。为了补偿该偏差,通常在腔内安装调谐装置。同时,在腔内引入耦合杆周期结构,通过调节耦合杆与漂移管之间的间隙,可提高DTL腔内加速电场的稳定性。本文基于高频谐振腔理论和小球拉线测量技术,搭建了一套高精度电场测量系统。结合仿真模拟和实验,实现了中国散裂中子源(CSNS)DTL的加速电场和稳定性调谐,使得腔内实际加速电场分布与设计值相对偏差小于2%,谐振频率和电场稳定性均达到设计指标。 展开更多
关键词 漂移管直线加速器 高频谐振腔 电场调谐 稳定性
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200MeV电子直线加速器隧道内灰尘的活化 被引量：4
15
作者 许炳 李裕熊 +1 位作者 李珏忻 吴璨 《辐射防护》 CAS CSCD 北大核心 2004年第5期321-325,共5页
高能电子直线加速器隧道内的灰尘会通过光核反应、中子核反应而被活化。灰尘活化产生的放射性核素可能引起检修工作人员的内照射。本文简要介绍中国科技大学国家同步辐射实验室 2 0 0MeV电子直线加速器隧道内不同地点灰尘的活化现状 。
关键词 电子直线加速器 隧道 灰尘 活化 光核反应
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6MV医用电子直线加速器轫致辐射谱研究 被引量：19
16
作者 张松柏 黄斐增 +2 位作者 韩树奎 赵洪斌 包尚联 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 2003年第3期226-229,共4页
用衰减法对6MV医用电子直线加速器的轫致辐射X射线能谱进行测量,并利用模拟电子 光子耦合输运的Monte Carlo程序EGS4对已知的治疗头几何结构、靶材料和电子源等特征的医用电子直线加速器轫致辐射谱进行研究。实验测量结果和EGS4模拟计... 用衰减法对6MV医用电子直线加速器的轫致辐射X射线能谱进行测量,并利用模拟电子 光子耦合输运的Monte Carlo程序EGS4对已知的治疗头几何结构、靶材料和电子源等特征的医用电子直线加速器轫致辐射谱进行研究。实验测量结果和EGS4模拟计算结果符合较好。 展开更多
关键词 6MV医用电子直线加速器 轫致辐射谱 衰减法 X射线能谱 电子-光子耦合输运 MONTE-CARLO模拟 EGS4程序 治疗头
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用于合肥光源200MeV直线加速器束流位置测量的信号处理系统 被引量：4
17
作者 李吉浩 孙葆根 +4 位作者 何多慧 卢平 王筠华 曹涌 郑普 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期1434-1436,共3页
合肥光源(Hefei Light Source,HLS)200 MeV直线加速器的束流横向位置是一个重要的运行参数,直接决定注入的效率,为此新开发了一种非拦截型、高精度、易于将测量结果数字化的条带电极束流位置测量系统(beam position monitor,BPM),该系... 合肥光源(Hefei Light Source,HLS)200 MeV直线加速器的束流横向位置是一个重要的运行参数,直接决定注入的效率,为此新开发了一种非拦截型、高精度、易于将测量结果数字化的条带电极束流位置测量系统(beam position monitor,BPM),该系统由条带电极和信号处理系统组成。信号处理系统选用对数比的信号处理方法,由带通滤波器(BPF)、对数检波模块、信号放大器、模数转换模块和上位机组成。带通滤波器选用中心频率为2.856 GHz、带宽为10 MHz的腔体滤波器,对数检波模块采用对数放大器AD8313芯片,模数转换模块采用NI公司的PXI-5102,上位机的数据采集程序采用Labview编写。本系统有效地采用了虚拟仪器(VI)的技术,具有模块化、开放性、易于交互、可扩展的特点,测试结果表明,其分辨率达到0.1 mm,符合设计要求。 展开更多
关键词 束流位置探测器 条带电极 信号采集 信号处理系统 直线加速器
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医用直线加速器获取锥形束CT的图像空间扩展技术 被引量：6
18
作者 朱健 刘敏 罗立民 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期80-83,共4页
提出了一种改进的锥形束CT(CBCT)图像获取流程,并在此基础上开发算法实现了CBCT图像的空间扩展.对实现算法进行了详细描述,并从放射剂量学角度对用于放射剂量计算可行性进行验证,相同放疗计划下对比胸部计划CT和扩展CBCT剂量计算结果表... 提出了一种改进的锥形束CT(CBCT)图像获取流程,并在此基础上开发算法实现了CBCT图像的空间扩展.对实现算法进行了详细描述,并从放射剂量学角度对用于放射剂量计算可行性进行验证,相同放疗计划下对比胸部计划CT和扩展CBCT剂量计算结果表明,全肺受照射剂量大于等于20Gy的相对体积平均相差0.5%±0.22%,全肺平均受照射剂量平均相差(38.2±8.82)cGy,因此认为扩展后CBCT图像用于放射剂量计算与计划CT无显著差异.该技术拓宽了锥形束CT在影像引导放射治疗中的应用范围,提高了肿瘤放射治疗的精度,为开展自适应放疗、准确评价放疗计划提供了科学手段,有广泛的临床应用前景.由此带来的更多低剂量辐射对患者正常器官及皮肤造成的损伤有待进一步开展临床研究. 展开更多
关键词 医用直线加速器 影像引导放射治疗 锥形束CT 图像拼接
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9MeV行波电子直线加速器加速管的物理设计 被引量：6
19
作者 陈怀璧 丁晓东 林郁正 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期20-26,共7页
海关大型货物在线检测用加速器采用4MW速调管作为微波功率源,保证加速管入口功率可达35MW、工作频率为2856MHz;以行波方式加速电子,聚束器俘获效率大于80%;加速管全长约220cm;电子能量设置9、6MeV两档,对应的额定脉冲束流强度理论设计... 海关大型货物在线检测用加速器采用4MW速调管作为微波功率源,保证加速管入口功率可达35MW、工作频率为2856MHz;以行波方式加速电子,聚束器俘获效率大于80%;加速管全长约220cm;电子能量设置9、6MeV两档,对应的额定脉冲束流强度理论设计值分别为170和300mA。本文给出了纵向粒子动力学。 展开更多
关键词 行波电子直线加速器 加速管 物理设计
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倍频腔法测BEPCⅡ直线加速器的束团长度 被引量：4
20
作者 崔艳艳 赵风利 +2 位作者 耿哲峤 侯汨 裴国玺 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1901-1904,共4页
阐述了利用倍频腔束团长度监测器测量北京正负电子对撞机二期工程电子直线加速器束团长度的原理,通过两个月的测试和数据采集,测得的束团长度集中在1.4～2.0mm之间,与理论值1.5mm基本相符.根据不同时刻的记录,基频腔峰值电压与束流流强... 阐述了利用倍频腔束团长度监测器测量北京正负电子对撞机二期工程电子直线加速器束团长度的原理,通过两个月的测试和数据采集,测得的束团长度集中在1.4～2.0mm之间,与理论值1.5mm基本相符.根据不同时刻的记录,基频腔峰值电压与束流流强探测器BCT3所测流强值近似成正比关系;当大幅改变预聚束器和聚束器参数而束流流强不变时,反映聚束质量的五倍频腔信号也随之大幅改变,而反映流强信号的基频腔信号则变化不大,这些试验结果与理论分析完全一致. 展开更多
关键词 倍频腔 束团长度监测器 电子直线加速器 束团长度
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