[实用新型]一种交变相位聚焦漂移管加速器

说明书

本实用新型涉及一种交变相位聚焦漂移管加速器，第一壳体通过其内周壁限定第一加速半腔，第二壳体通过其内周壁限定第二加速半腔，加速主体为板式结构一体成型的中心算盘结构，加速主体包括框架和在框架内沿轴线交替排列的漂移管和加速间隙。加速主体通过框架安装固定在第一壳体和第二壳体之间以使得第一加速半腔和第二加速半腔分别位于加速主体的相对两侧，第一加速半腔、第二加速半腔和加速间隙组合成为交变相位聚焦漂移管加速器的加速腔。根据本实用新型的交变相位聚焦漂移管加速器，加速主体由交替排列的漂移管和加速间隙构成，具有较高的加速梯度和加速效率，采用一体化中心算盘结构加速主体与两个半腔组合成完整加速腔的方式，加工简便。

技术领域

本实用新型涉及离子直线加速器，更具体地涉及一种交变相位聚焦漂移管加速器。

背景技术

漂移管直线加速器(Drift Tube Linac，DTL)是一种最为古老的加速结构。1928年德国科学家R.Wideroe建成了世界上第一台谐振加速器，他将一个高频电压加载到相邻的几个漂移管上，从而在相邻漂移管之间的间隙中形成了交替变化的电场。当间隙电场处于加速状态时，粒子正好通过加速间隙从而获得能量；当间隙电场随着时间变为减速时，粒子正好进入加速管内部屏蔽区从而不被减速。

1945年以后，美国科学家L.W.Alvarez利用第二次世界大战剩余的雷达功率源，并将交变梯度强聚焦原理应用于漂移管加速器，取得了巨大的成功。因此该种类型的加速器也称为Alvarez型漂移管加速器(Alvarez-DTL)，其加速相位工作在固定值(通常是-30°左右)，其腔体工作在0模状态，因此相邻两个加速间隙的相位差是360度。

交变相位聚焦漂移管直线加速器(Alternating Phased Focusing Drift TubeLinac，APF-DTL)最早在1970年代由苏联科学家I.M.Kapchinskij提出。现有的APF-DTL通常采用一体式圆柱形壳体，在壳体内部安装上下两个基座脊，其加速主体即漂移管通过焊接或者铆接的方式固定，这使得APF-DTL的加工工序繁琐、安装准直困难和稳定可靠性低下。

实用新型内容

为了解决上述现有技术中APF-DTL加工工序繁琐、安装准直困难和稳定可靠性低下的问题，本实用新型提供一种交变相位聚焦漂移管加速器。

根据本实用新型的交变相位聚焦漂移管加速器，其包括第一壳体、第二壳体和加速主体，其中，第一壳体通过其内周壁限定第一加速半腔，第二壳体通过其内周壁限定第二加速半腔，加速主体为板式结构一体成型的中心算盘结构，加速主体包括框架和在框架内沿轴线交替排列的漂移管和加速间隙，加速主体通过框架安装固定在第一壳体和第二壳体之间以使得第一加速半腔和第二加速半腔分别位于加速主体的相对两侧，第一加速半腔、第二加速半腔和加速间隙组合成为交变相位聚焦漂移管加速器的加速腔。

优选地，第一壳体和第二壳体分别具有高频密封槽和真空密封槽。

优选地，第一壳体和第二壳体的内部轮廓为半径沿着轴向变化的半圆柱。

优选地，加速腔内无磁铁结构。

优选地，相邻两个漂移管的相位差为180度。

优选地，交变相位聚焦漂移管加速器还包括安装在第一壳体和第二壳体上的用于调节加速腔的电磁场形态的若干可动调谐器和/或固定调谐器。

优选地，交变相位聚焦漂移管加速器还包括安装在第一壳体或第二壳体上的用于对加速腔的电磁场进行采样的若干场探针。

优选地，交变相位聚焦漂移管加速器还包括安装在第一壳体上的用于向加速腔导入高频电场的功率耦合器。

优选地，交变相位聚焦漂移管加速器还包括安装在第二壳体上的用于连接真空泵以使加速腔保持真空的真空抽口。