一种超导回旋加速器T形内导体螺旋形谐振腔的制作方法

本发明属于回旋加速器技术领域，具体的，涉及一种超导回旋加速器t形内导体螺旋形谐振腔。

背景技术：

回旋加速器广泛的应用于重离子生物效应、重离子治癌、材料科学和航天器件的单粒子效应等研究领域。

高频系统作为超导回旋加速器项目的重要组成部分，其中高频谐振腔体在高频系统中起着至关重要的作用，谐振腔在功率源馈入功率的前提下，在加速电极缝隙处建立产生高频电场，在加速电极缝隙处产生高压用于加速质子，同时在中心区产生高压从离子源拉出质子粒子。在回旋加速器中，加速器中心区电压低，尾部电压高，这样有助于减少加速器中心区发生打火现象的次数，同时有利于加速粒子从加速器中引出，为了提供一种机械结构强度高、变量小又满足超导回旋加速器单内杆谐振腔物理设计要求的腔体，本发明提供了以下技术方案。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种超导回旋加速器t形内导体螺旋形谐振腔。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种超导回旋加速器t形内导体螺旋形谐振腔，包括上谐振腔腔体与下谐振腔腔体，上谐振腔腔体与下谐振腔腔体的结构对称相同，上谐振腔腔体与下谐振腔腔体通过第一簧片电性连接；

所述下谐振腔腔体包括加速电极dee板、内杆、螺旋形高频腔腔体、腔体水冷管以及加速电极dee板水冷管，所述加速电极dee板与内杆通过螺栓连接，加速电极dee板的内部设置有加速电极dee板水冷管，所述螺旋形高频腔腔体的表面均匀钎焊有腔体水冷管；

所述加速电极dee板为螺旋形，加速电极dee板的上表面覆盖有网格式盖板，加速电极dee板的内部作空腔处理后钎焊有加速电极dee板水冷管；

所述加速电极dee板延伸连接有腔体假dee板；

所述内杆的内部钎焊固定有加速电极dee板水冷管，内杆的上端与加速电极dee板连接，内杆的下端与下谐振腔腔体连接；

所述螺旋形高频腔腔体外壳的外部钎焊覆盖有腔体水冷管；

所述上谐振腔腔体与下谐振腔腔体中的加速电极dee板通过第二簧片进行软连接。

进一步的，所述上谐振腔腔体与下谐振腔腔体之间保有20mm的间距。

进一步的，所述加速电极dee板的边角做多角度锥角处理与圆角处理。

进一步的，所述加速电极dee板与内杆通过螺栓偏心连接。

进一步的，所述内杆为内部作空腔处理的腰形结构。

进一步的，所述内杆的上端与加速电极dee板通过螺栓紧固连接且通过编织网电连接接地处理，内杆的下端与下谐振腔腔体通过螺栓紧固连接且通过编织电连接接地处理。

进一步的，所述螺旋形高频腔腔体壳体是采用高导电率金属拼装焊接而成。

进一步的，所述腔体水冷管为矩形管。

进一步的，所述螺旋形高频腔腔体外壳与加速电极dee板之间的加速间隙角宽度相等。

本发明的有益效果：本发明在满足了谐振腔谐振频率、分布电压以及q值等物理设计需求的前提下设计了一种紧凑型谐振腔，有效解决了传统的紧凑型回旋加速器单内杆结构强度不足，冷却结构复杂的问题。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

一种超导回旋加速器t形内导体螺旋形谐振腔，如图3所示，包括上谐振腔腔体10与下谐振腔腔体9，上谐振腔腔体10与下谐振腔腔体9之间保有20mm的间距，上谐振腔腔体10与下谐振腔腔体9通过第一簧片7电性连接，形成一个完整的螺旋形谐振腔。

所述下谐振腔腔体9包括加速电极dee板1、内杆3、螺旋形高频腔腔体4、腔体水冷管5以及加速电极dee板水冷管6，所述加速电极dee板1与内杆3通过螺栓连接，构成单悬臂结构，加速电极dee板1的内部设置有加速电极dee板水冷管6，所述螺旋形高频腔腔体4的表面均匀焊接有腔体水冷管5。

如图1、图2所示，所述加速电极dee板1为螺旋形，加速电极dee板1的边角作多角度锥角处理与圆角处理，加速电极dee板1的上表面覆盖有网格式盖板11，提升了加速电极dee板1的刚度，同时降低了加速电极dee板1的热损变形量，加速电极dee板1的内部作空腔处理后钎焊有加速电极dee板水冷管6，加速电极dee板1与内杆3通过螺栓偏心连接；

所述加速电极dee板1延伸连接有腔体假dee板2，安装时，腔体假dee板2与回旋加速器的磁极表面通过簧片软连接。

所述内杆3为内部作空腔处理的腰形结构，内杆3的内部铺设有加速电极dee板水冷管6，加速电极dee板水冷管6与内杆3钎焊固定，内杆3的上端与加速电极dee板1通过螺栓紧固连接且通过编织网电连接接地处理，内杆3的下端与下谐振腔腔体9通过螺栓紧固连接，工作时，螺栓穿过下谐振腔腔体9的底部与回旋加速器主磁铁连接，使下谐振腔腔体9与回旋加速器的主磁铁紧密贴合，而且可以通过调整前后内杆的位置与外形尺寸，实现对腔体频率以及电压分布的大范围调节。

所述螺旋形高频腔腔体4是采用高导电率金属拼装焊接后形成，螺旋形高频腔腔体4的外部钎焊覆盖有腔体水冷管5，腔体水冷管5为矩形管，腔体水冷管5在对螺旋形高频腔腔体4进行水冷的同时有效提高了装置整体的刚度，螺旋形高频腔腔体4外壳与加速电极dee板1之间的加速间隙角宽度相等。

由于所述上谐振腔腔体10与下谐振腔腔体9的结构完全对称，因此在此不再对上谐振腔腔体10的结构作进一步的描述。

所述上谐振腔腔体10与下谐振腔腔体9中的加速电极dee板1通过第二簧片8进行软连接。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种超导回旋加速器T形内导体螺旋形谐振腔，对称分布于加速器主磁铁谷区，其半腔包括上谐振腔腔体与下谐振腔腔体，上谐振腔腔体与下谐振腔腔体的结构对称相同，上谐振腔腔体与下谐振腔腔体通过第一簧片电性连接；所述下谐振腔腔体包括加速电极Dee板、内杆、螺旋形高频腔腔体、腔体水冷管以及加速电极Dee板水冷管，所述加速电极Dee板与内杆通过螺栓连接，加速电极Dee板的内部设置有加速电极Dee板水冷管；所述螺旋形高频腔腔体的内表面均匀钎焊有腔体水冷管。本发明在满足了谐振腔谐振频率、分布电压以及Q值等物理设计需求的前提下设计了一种紧凑型高强度谐振腔，有效解决了传统的紧凑型回旋加速器单内杆结构强度不足，冷却效果不佳的问题。

技术研发人员：宋云涛;王永胜;毕延芳;张鑫;冯汉升;陈永华;陈根;杨庆喜;丁开忠
受保护的技术使用者：合肥中科离子医学技术装备有限公司
技术研发日：2017.12.13
技术公布日：2018.04.06