一种防返轰电子直线加速器的制作方法

本发明涉及一种加速器，特别是一种防返轰电子直线加速器。

背景技术：

加速器按带电粒子种类可分为质子加速器、重离子加速器和电子加速器；按加速器结构可分为同步加速器、回旋加速器和直线加速器等；按加速原理可分为高压型加速器和射频脉冲型加速器。

电子直线加速器相对于其它类型的加速器，具有结构简单和能量高的优点。随着科技的发展，电子直线加速器的应用领域越来越广泛，如工业辐照加速器、工业探伤加速器、医用加速器、科研用加速器等。

电子直线加速器一般都是使用大功率微波作为能量来源加速电子的，微波是一种高频交变电磁场，当电子枪发射的电子束进入直线加速管中的第一个加速腔后，处于加速相位的电子获得能量沿着前进方向进入第二个加速腔，处于减速相位的电子同样获得能量，但方向却是返回电子枪阴极，称之为返轰。由于从微波中获得的能量较大，造成返轰电子的速度远远大于电子枪发射的速度，因此极易造成阴极温度升高，影响阴极寿命甚至彻底损坏。对于栅控电子枪，返轰电子极易损坏栅网。通常来说，束流越大，微波功率越高，返轰电子越容易损坏电子枪。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种防返轰电子直线加速器，该防返轰电子直线加速器能保护电子枪的正常工作，避免被返轰电子损坏。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种防返轰电子直线加速器，包括电子枪、270°偏转盒、270°偏转磁铁和直线加速管；

电子枪用于电子束的发射，电子枪的中心轴线处设置有束流通道一，电子枪的中心轴线与直线加速管的中心轴线相互垂直。

直线加速管包括若干个共轴排列的加速腔，直线加速管的中心轴线处设置有束流通道二；

270°偏转磁铁设置在270°偏转盒的外侧，用于向位于270°偏转盒内的电子束提供偏转角度为270°的偏转磁场。

270°偏转盒设置在电子枪和直线加速管之间，270°偏转盒内部中空设置，270°偏转盒的入口与电子枪连接，270°偏转盒的输出口与直线加速管的入口连接；电子枪中的束流通道一、270°偏转盒的中空腔和直线加速管中的束流通道二相互连通，并形成电子束运动的束流轨迹。

270°偏转磁铁为弧形块状结构，270°偏转磁铁的数量为两块，对称设置在270°偏转盒的两侧。

270°偏转磁铁为由多块分离磁铁组合而成的结构，套设在270°偏转盒的外周。

所述直线加速管采用微波作为电子束中电子的能量来源。

所述电子枪为栅控电子枪。

本发明采用上述结构后，电子枪与直线加速管不共轴，且电子枪的轴线与直线加速管的轴线相互垂直，避免了返轰电子对电子枪的破坏。采用270°偏转磁铁，使得能量高的电子由于在扇形磁场区域要走过较长的路径而偏转角度更大，能量低的电子只需在磁场下走过较短的路程而偏转角度较小，结果起到消色差的作用。

本发明与现有技术相比，使用的是270°偏转磁铁，而不是90°（或小于90°）偏转磁铁，既可以保护电子枪不受返轰电子的破坏，又可以避免不同能量的电子束在经过90°（或小于90°）偏转磁铁造成的束流损失，结构简单，技术成熟度高，易于操作，其实施的有益效果明显。

附图说明

图1显示了本发明一种防返轰电子直线加速器的结构示意图。

图2显示了270°偏转磁铁中偏转磁场示意图。

其中有：1—电子枪，2—270°偏转盒，3—直线加速管，4—束流轨迹， 5—加速腔，6—270°偏转磁铁，7—束流通道二，8—1号加速腔；9—束流通道一。

具体实施方式

下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，一种防返轰电子直线加速器，包括电子枪1、270°偏转盒2、270°偏转磁铁6和直线加速管3。

电子枪用于电子束的发射，电子枪优选为栅控电子枪。

电子枪的中心轴线处设置有束流通道一9，电子枪的中心轴线与直线加速管的中心轴线相互垂直。

直线加速管包括若干个共轴排列的加速腔5，从图1看，加速腔从上向下，位于最上层的为1号加速腔8。

直线加速管优选采用微波作为电子束中电子的能量来源。

直线加速管的中心轴线处设置有束流通道二7。

270°偏转磁铁设置在270°偏转盒的外侧，用于向位于270°偏转盒内的电子束提供偏转角度为270°的偏转磁场。

270°偏转磁铁优选有如下两种优选实施例。

实施例1

如图2所示，270°偏转磁铁为弧形块状结构，270°偏转磁铁的数量为两块，对称设置在270°偏转盒的两侧。图2中的箭头表示磁场方向

实施例2

270°偏转磁铁为由多块分离磁铁组合而成的结构，套设在270°偏转盒的外周。

270°偏转盒设置在电子枪和直线加速管之间，270°偏转盒内部中空设置，270°偏转盒的入口与电子枪连接，270°偏转盒的输出口与直线加速管的入口连接；电子枪中的束流通道一、270°偏转盒的中空腔和直线加速管中的束流通道二相互连通，并形成电子束运动的束流轨迹4。

本防返轰电子直线加速器，工作时由电子枪1发射的电子束，沿着束流轨迹4进入270°偏转盒2，在270°偏转磁铁6的磁场作用下，电子束的运动方向发生270°偏转，也即电子束离开270°偏转盒的方向与进入的方向成270°，最后沿着束流轨迹4进入直线加速管3。

电子束首先进入直线加速管3的1号加速腔8，在1号加速腔8中处于加速相位的电子被加速，沿着前进方向进入第二个加速腔继续加速，在1号加速腔中处于减速相位的电子沿着相反的方向被加速，重新返回270°偏转盒2中，最终打到270°偏转盒2的内壁上。

进一步，上述电子枪轴线与直线加速管轴线垂直，避免返轰的电子打到电子枪上。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。