加速器(二)加速管

加速器的种类：倍压加速器、直线加速器、回旋加速器、同步加速器、对撞机与储存环，静电加速器等等。

a倍压加速器原理：倍压加速器也称高压倍加器，是最早的一种低能加速器。

它是利用电压倍加原理产生高电压来加速粒子的。

倍压加速器一般由高压电源、加速管、离子源或电子枪、高压电极、绝缘支柱和其他附属设备所组成。

若使用正离子源，其高压电源的正极接到加速器的高压电极上，负极接地，中间是加速管，离子源放在高压电极中。

真空管道是用来保持加速器的真空。

当正离子源产生的正离子发射出来后，受到高压电极的排斥作用，就会沿加速管急速地到负极，能量逐步增高，正离子得到加速。

反过来，若使用负离子源或电子枪，这时高压电极的极性就要反接，即将高压电源的负极接到高压电极上，就能加速电子和负离子。

优缺点：由于倍压加速器的输出粒子流强度高，结构比较简单，运行比较可靠，造价低和建造快，因而得到了广泛的应用。

b直线加速器原理：直线加速器是采用高频电场来加速粒子的。

直线加速器既能加速质子和重离子，也能加速电子，加速质子的称为质子直线加速器，加速电子的称为电子直线加速器。

质子直线加速器的能量从几十到几百兆电子伏。

电子直线加速器的能量可从几兆到几十兆电子伏。

直线加速器可作为高能加速器（或对撞机）的注入器，此外在医疗和工业探伤方面也有广阔的应用前景。

质子直线加速器一般采用高频电场来加速。

加速器的外壳是1-2米的大圆筒，内壁是铜制成的，光洁如镜。

沿加速腔的轴线方向，装有好多个金属圆管，称为漂移管。

漂移管之间的间隙称为加速间隙。

漂移管一个比一个长，而间隙也是一段比一段大。

当施加高频电源后，在加速间隙中产生较高的高频电场。

我们知道，高频电场的方向和大小是随时间迅速变化的，漂移管设计得很巧妙，它好像一个个“防空洞”，洞中设有高频电场，当粒子的飞行方向与电场方向相同时则使粒子加速，当粒子飞行方向与电场方向相反时，粒子正好躲在“防空洞”中，而不会受到电场反向造成的减速；当电场方向又变得和粒子飞行方向一致时，粒子刚好从前一个“防空洞”出来，在第二个加速间隙中得到加速，电场改变时，又正好躲在下一个“防空洞”。

粒子加速器工作原理高中物理
粒子加速器是一种重要的研究工具，它可以用来加速微观粒子，如电子、质子等，达到很高的能量。

在高中物理中，我们学习了一些关于粒子加速器的基本原理和工作机制。

1. 粒子加速器的基本结构
粒子加速器通常由加速器本体和探测器两部分组成。

加速器本体主要由加速管、驱动电磁场和离子源构成，探测器用于检测加速的粒子。

2. 粒子加速器的工作原理
粒子加速器的工作原理基于电场和磁场的作用。

首先，粒子从离子源中产生，
然后通过加速管中的电场受到加速作用，再进入驱动电磁场中产生磁场力，从而实现粒子的加速。

3. 加速器本体的结构和作用
加速器本体中的加速管是很关键的部分，电场在其中产生，让粒子受到电场力
加速。

同时，驱动电磁场也是必不可缺的，用于产生磁场力，使粒子在加速过程中保持运动轨迹。

4. 探测器的作用
探测器用于检测加速的粒子，确定粒子的能量、速度等信息。

探测器一般由探
测元件和数据采集系统组成，能够对粒子进行精确的测量和分析。

5. 粒子加速器在科研中的应用
粒子加速器在科研领域有着广泛的应用，包括物质结构、核物理、医学等领域。

通过粒子加速器，科研人员可以研究物质的微观结构和性质，探索更多的未知领域。

结语
通过本文简单介绍了粒子加速器的工作原理及其在科研中的应用。

希望读者能
够进一步了解粒子加速器的原理和应用，探索更多关于微观世界的奥秘。

关于西门子直线加速器加速管的更换及质量保证作者：刘键来源：《科教导刊·电子版》2017年第25期摘要加速管是直线加速器的核心部件，本文介绍加速器更换加速管的详细步骤和注意事项，并对新加速管进行平坦度、对称性、等方面进行质量保证工作。

最终结果符合临床治疗要求。

对加速管的更换主要难点在于更换过程中拆装和出束过程调试的难度，是一项艰巨和细致的工作关键词大型医疗设备加速管中图分类号：TH774 文献标识码：A我院放疗门诊2008年从德国西门子引进的直线加速器MEV-77，操作人员在治疗对病人进行摆位中发现机头漏水的现象，立刻按下急停开关并关机，安排病人离开治疗室并向设备科汇报。

接到通知我立即赶到现场，发现准直器（collimator）钨门（Jaw）边缘滴有水珠，由以往经验，此处漏水往往是通往靶的软水管老化或X线靶体漏水所致。

于是首先将内循环水泵（pump）开关断开，拆掉机头部分内、外壳，重新开机，将机架旋转到180度，插好防止机架（gantry）转动的大销子，以防拆卸机头部位的部件时机架转动。

使用扳手盒大号螺丝刀，拆下机头外两侧覆盖“靶”运动观察孔的大铅块。

一人手拿手电筒在此观察，另一人打开内循环水泵开关，发现靶和水管都不漏水，水是从加速管出束窗口喷出来的，立即关机。

为了更加清楚看清漏水部位的情况，准备吊起整个准直器，于是支起了龙门架、手拉葫芦（2吨），钢丝绳、榔头等工具。

1吊装准直器如下操作（1）先把安装挡铅玻璃的框卸掉，然后拧开准直器外壳的八个螺栓，用钢丝绳套上大号垫片和螺栓，对角回拧到准直器外壳，然后把龙门架和吊装葫芦支到准直器的中间位置，调整高度，使吊装葫芦穿过钢丝绳，保持中间位置，然后慢慢拉起吊环，离开机头部位，然后向旁边拉走，慢慢放到推车上，卸下吊环，推到墙的旁边。

（2）这时准直器显露出来，松开准直器旋转卡环并将周围四个定位销敲落并取出，将4根略细于定位销的长约35cm的钢导杆置于定位孔中，在每个定位销的附近各有一个通孔，将钢丝绳穿过它，并留适当的长度，并用钢丝绳卡子卡牢，再次调整龙门架跨于机头（collimator）处，使吊装葫芦处于准直器所在中心线上，勾住钢丝绳，起吊，速度要慢！当整个准直器下端（靶的位置）高于机臂平面时，将电离室的信号线放开，地线放开，将整个准直器向左移，移到机壁（Gantry）之外，并找来方木在它周围边沿落地并垫牢，此时注意别压着下面靶机构！将四个导杆抽出，钢丝绳、龙门架和吊装葫芦慢慢都移出，注意不要掉下来砸坏准直器。

加速器常见故障原因分析及其维修方法清华同方威视技术股份公司田新智一、系统概述（略）系统主要由驻波X机头、准直器、调制器柜、恒温水系统机组及其净化电源组成。

其主要功能是产生X射线。

二、X机头组成：加速管、微波传输系统、脉冲变压器、磁控管、AFC系统、真空系统、充气系统、恒温水系统、穿透电离室及其前置放大电路等。

加速管：加速管长约1.4米，为一驻波管。

其故障体现一般在于：a、剂量率下降b、无剂量输出剂量率下降的原因一般集中在以下几个方面：1、电子枪高压有所降低；2、电子枪中毒或老化，使得阴极发射不足；3、真空问题的影响；4、磁控管微波输出功率下降；5、磁控管磁钢磁场强度变低；6、恒温系统引起加速管恒温水温度发生变化，从而导致加速管本振频率发生偏移，偏移量超去AFC调节范围；7、AFC系统失效，导致磁控管输出微波频率漂移；8、De-Q坏，调制器输出电压幅值上升，微波输出功率随之增加、枪发射流强增加；AFC前向波幅值增加，导致AFC失去本来的调节功能；系统不能保持在谐振状态。

9、脉冲电压波形变坏；10、长期使用后，加速管的总衰减量增加；11、聚焦线圈、导向线圈等电参数变化对于电子枪高压本身而言，一般情况下是不会出现高压突然降低的情况的，主要担心的是其高压传输线经长时间使用后绝缘强度不够，导致加在电子枪本身的高压下降。

这时候我们可以通过高压分压器对其予以测量，其结果将有助于我们判断和分析故障原因。

如果确有下降现象，可采取适当措施增加传输线的绝缘强度。

枪高压变化的另外一个原因是调制器高压输出有变化或者脉冲变压器性能有变（可能性稍低）。

电子枪老化的原因主要是其使用寿命的问题，故障现象主要体现在枪阴极发射能力上。

可以通过增加枪灯丝电流来临时性的处理该故障，但这里存在两个问题，一是由于空间电荷场的影响，（在枪高压不变的情况下）枪发射电流随灯丝电流的增加并不总是线形增加（见《电子枪》一文），所以我们会发现有时增加枪灯丝电流对剂量影响大，有时并不显着；二是枪灯丝电流过高，对枪的寿命有影响。