[发明专利]一种混合加速结构型电子直线加速器

说明书

本发明公开了一种混合加速结构型电子直线加速器，其包括两种形式的加速结构，分别为驻波加速结构和行波加速结构，驻波加速结构连接在行波加速结构的前端，驻波加速结构尾腔和行波加速结构首腔之间具有耦合结构，行波加速结构上设置有加速管的功率馈入端口，利用驻波加速结构具有自聚焦作用和行波加速结构的高效率、无反射的优点，加速器可以做到无需隔离器，无需外部磁场系统，既可高效、紧凑的实现电子加速，也降低了整机的成本。

技术领域

本发明属于电子直线加速器技术领域，具体涉及一种混合加速结构型电子直线加速器。

背景技术

电子直线加速器目前广泛应用于医疗、无损检测、安检及辐照等领域，例如放射治疗，工业探伤，农业辐照育种，食品辐照加工，医用消毒等，为人类的日常生活创造了巨大的经济效益和社会效益。

目前低能电子直线加速器主要有行波加速器和驻波加速器两种类型。其中行波加速器为行波加速，常用模式为2π/3模，具有效率高，性能稳定，整机需要使用外部聚焦系统，但无需隔离器等特点；驻波加速器为驻波加速，常用工作模式为π/2模或π模，具有自聚焦、分路阻抗高、加速梯度高、结构紧凑，整机需要隔离器，但无需外部聚焦系统等特点。

现有行波电子加速器一般用在工业领域及辐照领域，利用行波加速器的高效率特性，可以产生大功率的电子束或者高剂量率的X射线。相较于驻波加速器系统，行波加速器系统含有聚焦系统，主要用在加速管的聚束段，保证电子束流在聚束时径向聚焦，电子达到行波加速段后无需外部磁场进行聚焦。

发明人在实际使用过程中发现，这些现有技术至少存在以下技术问题：

行波加速器需要额外设置聚焦系统对电子进行聚焦，聚焦系统增加了行波加速器的径向尺寸，也增加了系统的成本。

发明内容

为克服上述存在之不足，本发明的发明人通过长期的探索尝试以及多次的实验和努力，不断改革与创新，提出了一种混合加速结构型电子直线加速器，其可以利用驻波加速结构具有自聚焦作用和行波加速结构的高效率、无反射的优点，加速器可以做到无需隔离器，无需外部磁场系统，即可高效、紧凑的实现电子加速，也降低了整机的成本。

为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：提供一种混合加速结构型电子直线加速器，其包括两种形式的加速结构，分别为驻波加速结构和行波加速结构，驻波加速结构连接在行波加速结构的前端，驻波加速结构尾腔和行波加速结构首腔之间具有耦合结构，在行波加速结构上设置有加速管的功率馈入端口。

根据本发明所述的一种混合加速结构型电子直线加速器，其进一步的优选技术方案是：所述行波加速结构为返波型行波加速结构，工作模式为2π/3模或4π/5模，在驻波加速结构尾腔和行波加速结构首腔之间连接有传输波导，驻波加速结构尾腔和行波加速结构首腔中心的束流通道之间使用束流漂移管连接，功率馈入端口设置在行波加速结构尾腔。

根据本发明所述的一种混合加速结构型电子直线加速器，其进一步的优选技术方案是：传输波导为U型结构，两端分别连接在驻波加速结构尾腔和行波加速结构首腔的侧面，与功率馈入端口的朝向一致。

根据本发明所述的一种混合加速结构型电子直线加速器，其进一步的优选技术方案是：所述行波加速结构为返波型行波加速结构，工作模式为2π/3模或4π/5模行波加速结构首腔直接连接在驻波加速结构尾腔上并共用一个腔壁，在行波加速结构首腔连接吸收负载，功率馈入端口设置在行波加速结构尾腔。

根据本发明所述的一种混合加速结构型电子直线加速器，其进一步的优选技术方案是：所述行波加速结构为正向群速的盘荷行波加速结构，工作模式为2π/3模，行波加速结构首腔直接连接在驻波加速结构尾腔上并共用一个腔壁，在行波加速结构尾腔连接吸收负载，功率馈入端口设置在行波加速结构首腔。

根据本发明所述的一种混合加速结构型电子直线加速器，其进一步的优选技术方案是：吸收负载与功率馈入端口位于腔体阵列的同一侧。