专利名称：一种工业用x射线与高能电子加速器复合辅照系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种工业辅照系统，特别是一种工业用x射线与高能电子加速器
复合辅照系统。
(二)
背景技术：
辐照加工技术是利用核辐射或射线辐射与物质相互作用所产生的物理效应、化学效应和生物效应，对被加工物品进行处理，以达到预期的目标。现行的技术是将电子加速器产生的电子线或钴60产生的Y射线的能量转移给被辐照物质，通过控制辐射条件，如材料改性、食品保鲜、农作物杀虫、消毒灭菌、生物变异等。辐射加工，使其物质发生物理、化学及生物效应，达到人们所需要的目标。比如，使高分子材料分别实现接枝、聚合、裂变或交联，抑制或剌激生物生长，有效地杀灭害虫、虫卵、病菌等。 辐射加工产业发展迅速，北美、欧洲的辐照加工产品应用已十分广泛，亚洲、南美
洲甚至比较落后的非洲，都相继有不少装置投入使用，年产值高达数千亿美元。 电子加速器的基本原理是高频振荡电源获得射频电压，经射频变压器和倍压整流
堆后获得高频高压，使得高电场中被加热的灯丝上的电子脱离灯丝并定向移动。这些电子，
在束流管的真空腔中，被分压电场逐级加速，并在聚焦和扫描磁场的作用下，形成束状，且
以极高的能量穿越扫描钛窗，轰击从钛窗下面通过的被照物的分子键，导致产品迅速发生
反应，如交联、降解、杀菌等等。 电子加速器系统一般分为三级架构加速器设备系统、监测与控制系统和用户管理系统。整个系统通常采用工业以太网及工控总线技术将监控设备连接起来，构成了一个稳定，易于扩充的硬件环境。 将加速器设备按功能划分为若干个分系统。如调制器系统、微波系统、恒温水冷系统、传送系统、真空系统、磁场系统、束流测量系统、安全连锁系统等。这样的分系统将由监测与控制系统来控制，将各个分系统连接构成一个整体并可以分别进行控制和调试，。整个系统按摆放位置及功能整合又可分为四个部分照射头，调制器、传送系统、恒温水冷系统。[0007] X射线的产生有多种方式。目前最常用的方式是通过高速运动的电子流轰击金属靶来获得的。常用的靶材Cr， Fe， Co， Ni， Cu， Mo， Ag。短脉冲电子束打靶产生轫致辐射，再记录穿过快速过程后相应的轫致辐射，加速器可在相当大的范围内方便地调节电子的能量，为不同的辅照组合选择不同的轫致辐射谱带来了方便。X射线辅照的能量转换效率较低，是其辅照深度较深。因此，在工业辅照应用中，X射线辅照与高能直线电子加速器辅照具有互补性。目前，在工业辅照应用中，或采用X射线辅照，或采用高能直线电子加速器辅照。尚未见将两种辅照系统集成在一起构成复合辅照系统的技术方案。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种工业用X射线与高能电子加速器复合辅照系统，使其辅照能量、辅照深度的调节范围大，能满足不同的辅照对象对辅照计量以及辅照深度的不同要求。 为了解决上述技术问题，本实用新型包括X射线系统和高能电子加速器系统，X射
线系统的X线出束单元和高能电子加速器系统的电子束出束单元沿束下线方向纵向排列
形成复合辅照出束模块，复合辅照出束模块位于束下线的上方，X射线系统和高能电子加速
器系统有一个可控制两个系统同时工作和切换两个系统的总控制系统单元。 为了提高辅照效果，所述复合辅照出束模块产生的电子束或X射线形成的扫描扇
面与束下线运行方向垂直。 为了可改变复合辅照出束模块与被照物之间的间距，所述束下线位于复合辅照出
束模块下方部分设有高度调节装置。 为了使其控制方便、体积小，所述的高能电子加速器系统采用S波段紧凑型立式驻波轴耦合电子直线加速器结构，高能电子加速器系统包电源供给单元、固态调制器单元、真空和微波系统单元、速调管单元、加速管聚焦单元、电子束出束单元、和热管温控系统单元，前述的七个单元由总控制系统单元控制。 为了使其具有热软启动功能、使系统工作更安全可靠，所述的总控制系统单元具
有设置工作温度并控制系统达到设定工作温度才能启动的程序，热管温控系统单元包括调
节并控制系统温度在设定工作温度范围内的热管冷却装置和恒温控制系统。 所述的固态调制器单元为全固态结构。屏弃了传统设计中的变压器油箱以及复杂
的水冷系统，使调制器容易小型化，安装维护便捷，从而满足紧凑型系统结构的要求。 为了便于实施，所述的X射线系统为电子束打靶方式的X射线系统。 本实用新型的有益效果是本实用新型通过总控制系统单元控制X射线和高能电
子加速器工作，两个出束单元可以分时工作，也可以同时工作，实现X射线辅照与高能直线
电子加速器辅照互补，使得辅照能量、辅照深度的调节范围大，能满足不同的辅照对象对辅
照计量以及辅照深度的不同要求。
图1为本实用新型高能直线电子加速器系统的组成框图；[0018] 图2为本实用新型的组成框图； 图中1、电源供给单元，2、固态调制器单元，3、真空和微波系统单元，4、速调管单元，5、加速管聚焦单元，6、电子束出束单元，7、总控制系统单元，8、热管温控系统单元，9、 X线出束单元，10、复合辅照出束模块，11、束下线。
具体实施方式如图2所示的一种具体实施例，包括X射线系统和高能电子加速器系统，高能直线电子加速器的电子束出束单元6与X射线系统的X线出束单元9沿束下线ll方向纵向排列形成复合辅照出束模块10。复合辅照出束模块10位于束下线11上方，对装载在束下线11上的被辅照物进行辅照。复合辅照出束模块io产生的电子束或x射线形成的扫描扇面与束下线ll运行方向垂直。束下线ll按着所设定的传输速度匀速移动。束下线ll在复合辅照出束模块10下方部分可以在一定范围内调节高度，以改变复合辅照出束模块10与被辅照物之间的间距。两个出束单元可以分时工作，也可以同时工作，以满足不同的辅照要求。高能直线电子加速器系统与电子加速器电子束打靶产生X射线系统由一个总控制系统单元7控制其工作状态。两个出束系统可以完全独立运行，通过总控制系统单元7进行切换完成。这样，当一个系统需要维护维修时不影响另一个系统正常运行。[0021] 如图1所示的高能直线电子加速器系统，在结构上采用S波段紧凑型立式驻波轴耦合电子直线加速器结构，整个系统包括电源供给单元1、固态调制器单元2、真空和微波系统单元3、速调管单元4、加速管聚焦单元5、电子束出束单元6、总控制系统单元7和热管温控系统单元8等8个组成部分。电源供给单元l为这个系统提供电源。固态调制器单元2将交流电源经过整流滤波后，提供给高频逆变电路，作为高压充电电源。经脉冲形成电路再产生高压脉冲，提供给速调管单元4阴极。由于采用全固态结构，固态调制器单元2体积更小，维护更方便。为实现紧凑型加速器结构创造了有利条件。真空和微波系统单元3为系统提供频率稳定的微波信号，同时，系统内部微波传输全部由波导完成。由于微波功率较大，为避免波导系统放电打火，通常采用真空或充以惰性气体的工作方式。速调管部分是将微波系统馈入的微波信号进行功率放大后输送给加速管。加速管聚焦单元5将速调管馈入的高功率微波信号在加速管谐振腔内形成驻波加速电场，电子枪发射的电子在加速场的作用下，经聚焦形成高能电子束。电子束出束单元6对加速管聚焦单元5产生的高能电子束进行磁场扫描，形成扇形输出的扫描电子束。热管温控系统单元8对这个系统的各个功耗单元进行冷却和恒温控制，保证系统在高功率工作状态下稳定工作。由于加速管聚焦单元5等对温度的变化比较敏感，本系统采用热软启动工作模式，热软启动功能由总控制系统单元7和热管温控系统单元8共同作用实现，总控制系统单元7具有设置工作温度并控制系统达到设定工作温度才能启动的程序，热管温控系统单元8包括调节并控制系统温度在设定工作温度范围内热管冷却装置和恒温控制系统。当系统进行预热时，热软启动工作模式开始工作，恒温控制系统就主动启动，将系统温度调节并控制在所设定的最佳温度范围内。方可进行正常出束辅照状态。已有的高能直线电子加速器系统通常采用水循环冷却温度控制，本系统拟采用热管冷却温度控制技术，从而减小系统的工艺复杂性。总控制系统单元7是整个系统的控制中心，其功能是控制系统工作，监测系统的工作状态，对系统进行自检和故障分析。
权利要求一种工业用X射线与高能电子加速器复合辅照系统，其特征在于包括X射线系统和高能电子加速器系统，X射线系统的X线出束单元(9)和高能电子加速器系统的电子束出束单元(6)沿束下线(11)方向纵向排列形成复合辅照出束模块(10)，复合辅照出束模块(10)位于束下线(11)的上方，X射线系统和高能电子加速器系统有一个可控制两个系统同时工作和切换两个系统的总控制系统单元(7)。
2. 根据权利要求1所述的复合辅照系统，其特征在于所述复合辅照出束模块(10)产 生的电子束或X射线形成的扫描扇面与束下线(11)运行方向垂直。
3. 根据权利要求1或2所述的复合辅照系统，其特征在于所述束下线(11)位于复合 辅照出束模块(10)下方部分设有高度调节装置。
4. 根据权利要求1所述的复合辅照系统，其特征在于所述的高能电子加速器系统采用s波段紧凑型立式驻波轴耦合电子直线加速器结构，高能电子加速器系统包电源供给 单元(1)、固态调制器单元(2)、真空和微波系统单元(3)、速调管单元(4)、加速管聚焦单 元(5)、电子束出束单元(6)、和热管温控系统单元(8)，前述的七个单元由总控制系统单元 (7)控制。
5. 根据权利要求4所述的复合辅照系统，其特征在于所述的总控制系统单元(7)具 有设置工作温度并控制系统达到设定工作温度才能启动的程序，热管温控系统单元(8)包 括调节并控制系统温度在设定工作温度范围内的热管冷却装置和恒温控制系统。
6. 根据权利要求4或5所述的复合辅照系统，其特征在于所述的固态调制器单元为 全固态结构。
7. 根据权利要求6所述的复合辅照系统，其特征在于所述的X射线系统为电子束打 靶方式的X射线系统。
专利摘要本实用新型公开了一种工业用X射线与高能电子加速器复合辅照系统，本实用新型包括X射线系统和高能电子加速器系统，X射线系统的X线出束单元和高能电子加速器系统的电子束出束单元沿束下线方向纵向排列形成复合辅照出束模块，复合辅照出束模块位于束下线的上方，X射线系统和高能电子加速器系统有一个可控制两个系统同时工作和切换两个系统的总控制系统单元。本实用新型通过总控制系统单元控制X射线和高能电子加速器工作，两个出束单元可以分时工作，也可以同时工作，实现X射线辅照与高能直线电子加速器辅照互补，使得辅照能量、辅照深度的调节范围大，能满足不同的辅照对象对辅照计量以及辅照深度的不同要求。
文档编号H05H9/04GK201444407SQ200920026448
公开日2010年4月28日 申请日期2009年6月1日 优先权日2009年6月1日
发明者位同厦, 侯志强, 沈松, 王剑钢, 田小建, 赵玉鑫, 郭志峰, 雒明源 申请人:山东蓝孚电子加速器技术有限公