单周期π模的驻波电子加速结构的制作方法

本实用新型涉及电子直线加速器应用领域，具体涉及适用于辐照及医用电子直线加速器的一种单周期π模的驻波电子加速结构。

背景技术：

电子直线加速器被广泛地运用于医用放射治疗以及工业辐照杀菌等方面，目前被广泛使用的电子直线加速器多为双周期结构的驻波直线加速器，该加速结构工作在π/2模式，此种工作模式的特性阻抗一般，无法进一步提高加速器的加速效率。

因此如何实现进一步提高加速效率是现阶段继续解决的问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提出了单周期π模的驻波电子加速结构，以达到使驻波在π模式下具有较高的特性阻抗和使加速机构具备更高的加速梯度的目的。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种单周期π模的驻波电子加速结构，包含有依次排列的阳极腔、聚束腔、第一光速腔、耦合腔和端腔，且每个腔体的中心形成加速通道，相邻的腔体之间设有圆柱形耦合孔；

所述聚束腔用于将从经过阳极腔的电子形成束团；

所述第一光速腔用于将形成束团的电子提速；

所述耦合腔与外部磁控管连接。

本实用新型所提出的单周期π模的驻波电子加速结构，其工作在π模式下，相较于传统技术中π/2模式的加速结构，由于驻波回波中的空间谐波也有加速电子的效果，从而达到使驻波在π模式下具有较高的特性阻抗和使加速机构具备更高的加速梯度的目的。

作为优选的，所述耦合腔和端腔之间设有第二光速腔，所述第二光速腔用于将将经过耦合腔的电子进行提速。

作为优选的，相邻的腔体之间均设有四个柱形耦合孔，且四个柱形耦合孔围绕所述加速通道呈圆周均匀分布，所述圆柱形耦合孔的直径大于所述加速通道的直径。

本实用新型具有如下优点：

1.本实用新型所提出的单周期π模的驻波电子加速结构，其工作在π模式下，相较于传统技术中π/2模式的加速结构，由于驻波回波中的空间谐波也有加速电子的效果，从而达到使驻波在π模式下具有较高的特性阻抗和使加速机构具备更高的加速梯度的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型实施例公开的单周期π模的驻波电子加速结构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例公开的单周期π模的驻波电子加速结构的主视示意图；

图3为本图2中d-d方向的剖面图；

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

1.阳极腔2.聚束腔3.第一光速腔4.耦合腔5.第二光速腔6.端腔

7.加速通道8.圆柱形耦合孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本实用新型提供了单周期π模的驻波电子加速结构，其工作在π模式下，相较于传统技术中π/2模式的加速结构，由于驻波回波中的空间谐波也有加速电子的效果，从而达到使驻波在π模式下具有较高的特性阻抗和使加速机构具备更高的加速梯度的目的。

下面结合实施例和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1-图3所示，一种单周期π模的驻波电子加速结构，包含有依次排列的阳极腔1、聚束腔2、第一光速腔3、耦合腔4、第二光速腔5和端腔6（统称为加速腔），且每个腔体的中心形成加速通道7，相邻的腔体之间设有圆柱形耦合孔8；

所述聚束腔用于将从经过阳极腔的电子形成束团；

所述第一光速腔和第二光速腔用于将形成束团的电子提速；

所述耦合腔与外部磁控管连接。

本实用新型的具体使用步骤如下：再如图1和图2所示，本实用新型采取了单周期结构，及相邻的加速腔直接进行耦合，并且通过频率调节使其工作在π模式。在加速通道的竖直和水平方向对称地放置了一共四个圆柱形的耦合通道，满足加速腔功率耦合的要求（同时本领域技术人员可以通过所需加速电子能量的要求，增加或者减小加速腔的个数）。

电子由电子枪从阳极腔1左侧入射，电子经过聚束腔2形成束团，然后经过第一光速腔3进行提速，电子经过光速腔时能量以接近光速，再进入到耦合腔4中，（耦合腔4和外部的磁控管或者速调管相连，外部的功率通过耦合腔注入加速器内），耦合之后的电子进入到第二光速腔5中再次提速，最后从加速结构尾端的端腔6中射出。完成π模式下的电子加速过程。

如图3所示，由于加速通道7的半径小，其谐振频率低于加速腔的截止频率，微波功率被不能传递，所以通过外加4个对称的圆柱形耦合孔8进行功率的传输，圆柱形耦合孔的半径要大于加速通道的半径，以使谐振频率高于截止频率，满足电子加速结构的需求。

本实用新型提供了一种单周期结构的驻波电子直线加速器结构，该加速器工作在π模式，相邻的两个加速腔之间由四个对称的耦合孔相连，相位相差π，可以满足电子始终保持正向加速的要求，并且该工作模式拥有较高的特性阻抗，可以提高加速器的加速效率。

以上所述的仅是本实用新型所公开的单周期π模的驻波电子加速结构的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。