一种新型的连续波电子加速器--Looptron

• 作 者: 曹新民
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院研究生院 中国科学院大学
• 发表日期: 2010年期

电子加速器自诞生以来,不仅仅用于科学研究寻找新的粒子,近些年来也被广泛应用于食品防腐保鲜、辐照电线和电缆以及医疗食品的消毒灭菌等领域。随着这部分的市场需求越来越大,一批新型的低能电子加速器得到开发和研制。　　
我们设计了一种采用了新型单谐振加速腔的循环电子加速器--Looptron,工作频率为180MHz,依靠置于加速腔外的若干个偏转磁铁使得电子束能折回加速腔中得到多次的加速,最终它能产生10MeV百KW级的电子束流,并且具有高流强和高能量转化率的特点。　　
整个加速器构成按功能划分为若干个分系统,如电子枪系统、磁铁系统、水冷系统、电源系统、真空系统、微波功率源等。加速器的控制采用工业以太网及工控总线技术将各设备连接起来,构成了一个稳定,易于扩充升级的硬件环境,保证加速器能安全稳定的运行,实现了远程监视、会诊功能,以满足调机、运行各个阶段对加速器控制的要求。　　
谐振加速腔的设计采用的是CST软件,根据腔内的电磁场分布情况设置了鼻锥,并对谐振腔的高度以及腔的内外半径等参数进行了优化比较,增加了腔的分路阻抗和Q值,从而提高了加速效率。　　
最后,论文利用Parmela软件对Looptron的束流动力学进行了模拟计算,深入分析了束流的同步条件、聚束及纵向加速过程,同时还研究了束流的横向聚焦过程等。结合动力学模拟和理论推导,给出了Looptron的功率特性和束流负载特性。最后综合各种因素的影响,确定了整个Looptron加速过程中的初始电子束参数、加速相位、漂移管长度、馈入功率以及磁铁参数等。