一种双束偏转型四极磁铁装置

本发明涉及粒子加速器，具体涉及一种双束偏转型四极磁铁装置。

背景技术：

1、粒子加速器广泛应用于原子核、核工程、化学、放射生物学、放射医学等的基础研究以及疾病的诊断和治疗、高纯物质的活化分析、某些工业产品的辐射处理、农产品及其他食品的辐射处理、模拟宇宙辐射和模拟核爆炸等领域。

2、在以上科研与生产中，对具备一定能量的高流强质子束流有较大需求，但受限于单台粒子加速器产生质子束流流强的限制，经常无法满足需求。然而可以通过束流合并解决这一问题，因此亟待设计开发一种具有可靠性性高，结构简单，便于操作的双束偏转铁装置，可以同时将两束束流偏转合并。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种双束偏转型四极磁铁装置，目的在于将两条束流进行偏转并合并，以解决科研生产对高流强束流有较大需求的难题。

2、为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本公开至少一实施例提供一种双束偏转型四极磁铁装置，包括：控制电路、铁厄、四组极头和两个束流管道。

4、所述四组极头固定地配置在所述铁厄内，且四组所述极头呈矩形分布。

5、所述控制电路配置为与所述四组极头电性连接，所述控制电路用于改变电流大小，以调节在垂直方向上相邻的两组所述极头的磁场强度。

6、其中，在垂直方向上相邻的两组所述极头的极性相反，在水平方向上相邻两组极头的极性相反。

7、其中一所述束流管道配置在垂直方向上相邻的两组所述极头之间。

8、另一所述束流管道配置在垂直方向上相邻的另外两组所述极头之间。

9、两个所述束流管道呈对置设置。

10、本公开至少一实施例提供的双束偏转型四极磁铁装置中，在垂直方向上相邻的两组所述极头之间的间距大于所述束流管道的直径。

11、本公开至少一实施例提供的双束偏转型四极磁铁装置中，所述极头包含有：芯材和线圈。

12、所述芯材配置为与所述铁厄固定连接；所述线圈缠绕在所述芯材上，所述控制电路与所述线圈连接。

13、本公开至少一实施例提供的双束偏转型四极磁铁装置中，在水平方向上相邻两组极头之间具有间隙。

14、本公开至少一实施例提供的双束偏转型四极磁铁装置中，所述铁厄中部具有装配孔，所述芯材位于所述装配孔的孔壁上。

15、本公开至少一实施例提供的双束偏转型四极磁铁装置中，所述束流管道呈倾斜设置，且所述束流管道末端靠向铁厄的中轴线，所述束流管道的中轴线与所述铁厄的中轴线之间的夹角和束流与所述铁厄的中轴线之间的夹角角度相同。

16、本公开至少一实施例提供的双束偏转型四极磁铁装置中，所述线圈为铜线圈，所述芯材为铁心。

17、第二方面，本公开的一些实施例提供一种双束偏转型四极磁铁装置的应用，由多个双束偏转型四极磁铁装置串接或有间距地排列而成组合体，多个双束偏转型四极磁铁装置的组合体能够满足束流能量特别高的情况，多个双束偏转型四极磁铁装置串接组合使用能提高束流合并的效果和精度。

18、本发明的有益效果为：

19、通过使用两组二极铁，对两条能量相同的束流同时向内偏转达到束流合并的效果。整个装置大部分部件都在铁厄内，结构简单，加工简单。束流在合并时，不需要真空室过度，结构紧凑、节省空间。

20、可以实现对粒子束的多方向控制，从而提高粒子束的精度和稳定性。可以减小粒子束的散角，提高粒子束的聚焦效果，多个双束偏转型四极磁铁装置排列组合串联使用效果更佳。

技术特征：

1.一种双束偏转型四极磁铁装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种双束偏转型四极磁铁装置，其特征在于，在垂直方向上相邻的两组所述极头之间的间距大于所述束流管道的直径。

3.根据权利要求2所述的一种双束偏转型四极磁铁装置，其特征在于，所述极头包含有：

4.根据权利要求1所述的一种双束偏转型四极磁铁装置，其特征在于，在水平方向上相邻两组极头之间具有间隙。

5.根据权利要求3所述的一种双束偏转型四极磁铁装置，其特征在于，所述铁厄中部具有装配孔，所述芯材位于所述装配孔的孔壁上。

6.根据权利要求1所述的一种双束偏转型四极磁铁装置，其特征在于，所述束流管道呈倾斜设置，且所述束流管道末端靠向所述铁厄的中轴线，所述束流管道的中轴线与所述铁厄的中轴线之间的夹角和束流与所述铁厄的中轴线之间的夹角角度相同。

7.根据权利要求6所述的一种双束偏转型四极磁铁装置，其特征在于，所述线圈为铜线圈，所述芯材为铁心。

8.一种双束偏转型四极磁铁装置，其特征在于，由多个子装置串接或有间距地排列而成；

技术总结
本发明涉及粒子加速器技术领域，具体公开一种双束偏转型四极磁铁装置，其包括控制电路、铁厄、四组极头和两个束流管道；四组极头固定地配置在铁厄内，且四组极头呈矩形分布；控制电路配置为与四组极头电性连接，控制电路用于改变电流大小，以调节在垂直方向上相邻的两组极头的磁场强度；在垂直方向上相邻的两组极头的极性相反，在水平方向上相邻两组极头的极性相反；其中一束流管道配置在垂直方向上相邻的两组极头之间；另一束流管道配置在垂直方向上相邻的另外两组极头之间；该双束偏转型四极磁铁装置能解决科研生产对高流强束流有较大需求的难题，束流在合并时，不需要真空室过度，结构简单。

技术研发人员：卢亮,袁楠,马伟,邹丽平,杨振,葛育霖,孙艳兵
受保护的技术使用者：中山大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14