第二章-高压加速器1
- 格式:ppt
- 大小:7.33 MB
- 文档页数:32
高频高压加速器又名“地那米”加速器,它是一个用高频振荡器并联驱动,串级整流的系统(又称并激耦合的倍压电路)。
能将低压交流电转变成高压直流电,电感应而不是磁感应,把能量传输给每个整流器,这一基本思想是“地那米”加速器成功发展成高功率、高电压、直流发生器的原因。
DD型电子辐照加速器是一种高频高压电子辐照装置,作为工农业生产用的辐照源,它的主要组成部分包括:高压电源系统、加速管、电子枪、引出扫描系统、真空系统、SF6气体处理系统、辐射防护监测系统和控制系统等。
加速器总体结构图
工作原理
由高频振荡管、高频变压器和高频电极及其对钢筒、倍压器芯柱之间形成的分布电容组成一个高
频振荡器,它在两个高频电极之间产生300KV以上的高频电压。
这一高频电压通过高频电极与芯柱上的半圆电晕环间的分布电容和芯柱内的整流硅堆组成的并联耦合串联倍压系统,在高压电极上产生所需的直流电压。
从高压电极内的电子枪产生的电子流在此负极性电压作用下通过加速管时得到加速,从加速管中出来的高能电子束由磁扫描器在水平方向进行扫描,然后穿过钛窗对产品进行辐射加工。
高气压钢筒内充以SF6气体以保证加速器的高电位梯度。
加速器主体电路简图。
加速器原理与工程应用研究第一章引言加速器是一种重要的物理学工具,能够加速粒子的速度,研究原子核、基本粒子等微观世界。
加速器在原子核物理、强子物理、物质科学、生命科学等多个领域都有应用。
本文主要介绍加速器的原理和工程应用研究。
第二章加速器基本原理加速器是一种物理学工具,它的基本原理是利用一定的电场和磁场,加速并定向带电粒子的运动,使它们获得足够高的动能而进入受控的路径。
粒子在加速器中运动时,其轨迹一般为螺旋线,同时由于加速的惯性力和场中粒子受力的方向关系,粒子运动先后会有一个短距离的向心运动和一长距离的离心运动。
在离心运动过程中,粒子会受到非常强的离心力作用,从而导致其强烈发射电磁波。
加速器的基本原理是从当代物理学中发现的。
19世纪六十年代,人们发现了质子和其他粒子被加速后会产生辐射现象。
随着科学技术的不断发展,人们不断探索更高的粒子能量。
随着现代加速器技术的发展,人们已经能够将带电粒子的速度加速到几乎接近光速,从而实现了更深入的微观探测。
第三章加速器应用和工程分类加速器应用非常广泛,特别是在原子核物理、强子物理、物质科学、生命科学等领域中得到了广泛应用。
在应用中,加速器根据其设计和使用区域被分成不同的类型,如下:1. 威逊氢气泡室:用于探测质子,发现了新型强相互作用介子。
2. 费米实验:沉积高能粒子,以检测其物理特性。
3. 超导爆震冷却器:用于在大型加速器上产生超导电流进行冷却,从而提高粒子束流的强度。
4. 国家同步辐射实验室:利用同步辐射的特性,提供高分辨率、非常光滑的表面成像、晶体分析以及其他多种成像和分析。
5. 应用现代加速器对材料进行研究:从分子到大型物质,人们可以利用加速器进行原子层解析、表面分析、微区试验以及其他多种实验。
6. 放射治疗:普遍应用X射线、质子和重离子治疗多种癌症,提供了治疗良好的替代方案。
第四章国内外加速器发展目前,世界各地正在进行多种类型加速器的研究和开发。
一些重要的加速器工程和研究发展如下:1. 现代加速器:这些加速器当今处于技术的顶峰,具有大能量、高亮度和超高粒子束强度的特点。
直流高压静电型加速器直流高压型加速器主要包括以下两种类型的加速器:柯克罗夫特-沃尔顿直流高压加速器和静电加速器亦称范德格拉夫加速器。
范德格拉夫加速器其基本原理十分简单.如下图所示,一台直流高压电源作为静电起电器通过电晕针向绝缘的皮带上喷电,由马达带动皮带向一个绝缘良好的中空的金属球状电极传送电荷.高压电极中也是由一排电晕针采收集电荷、这样高压就建立起来所以说高压的获得是直接从机械能转化而得的.事实上,根据这个原理制成的玻璃或胶木转盘静电发电机已有百年以上的历史.加速器的输电带B由绝缘性能良好的涂橡胶的丝带制成,用数十千伏的高压直流电源通过一排针尖A1对输电带喷正电荷,并不断输送到电极内部,由A2将电荷吸下并堆积在球壳的表面.随着输电带的转动,电极所堆积的电荷Q越来越多,高压电极上的高压(亦称“端电压”)V=Q/C其中C为高压系统对地电容.一般来说电压可以达到数百万伏(MV).美国橡树岭国家实验室(ORNL)的一台静电加速器,其端电压可达25MV.在高压电极和地之间安装一根长的“加速管”,管内为真空,管上有分压装置,使高压能在加速管上均匀分布.在腔内圆球体内部配以离子源就可以产生具有MeV能量的离子.静电加速器可以产生:能量为MeV的P,D和α“粒子.它的优点是能量稳定性好,且连续可调.劳伦斯回旋加速器回旋加速器的结构如图4—3所示.它最基本的构件是两个加速电极.(D形盒),它们好像是一个扁形空心罐头,被对称地一分为二.每个部分像个字母D,然后稍稍分刀:一小间距,安放在真空中,整个真空室置于强磁场中,两个0形盒之间加上高频高压(10kV一200kV 之间)。
当正离子从离子源引出时(A点),电场方向从0z指向D1,粒子在间隙中受到加速进入Dl盒中,由于金属盒内无电场存在,但置于磁场中会作匀速圆周运动,走一个半圆弧形路径.只要合适选择加速电压的频率,到达。
B点时,电场指向正好相反,粒子在D形盒的问隙中将又一次得到加速,这样反复加速,能量不断提高。