当前位置：文档之家 › 【CN109769336A】同步加速器、粒子束加速方法、装置、设备及存储介质【专利】

【CN109769336A】同步加速器、粒子束加速方法、装置、设备及存储介质【专利】

  • 格式：pdf
  • 大小：622.73 KB
  • 文档页数：16

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910264698.0(22)申请日 2019.04.03(66)本国优先权数据201810506197.4 2018.05.24 CN(71)申请人 新瑞阳光粒子医疗装备（无锡）有限公司地址 214000 江苏省无锡市太湖广场钟书路99号国金中心62层(72)发明人 郑志鸿　刘铮铮　李凯若　(74)专利代理机构 无锡华源专利商标事务所(普通合伙) 32228代理人 聂启新(51)Int.Cl.H05H 13/04(2006.01)H05H 7/04(2006.01)

(54)发明名称同步加速器、粒子束加速方法、装置、设备及存储介质(57)摘要本发明涉及一种同步加速器、粒子束加速方法、装置、设备及存储介质，该同步加速器包括：四个二级磁铁，二级磁铁用于将粒子束偏转90度；直线节，直线节包括两长直线节和两短直线节，两长直线节和两短直线节用于将四个二级磁铁串联成环状，且四个二级磁铁关于两长直线节的中心点连线镜像对称，以及关于两短直线节的中心点连线镜像对称；四级磁铁和六级磁铁，四级磁铁和六级磁铁均设置于直线节上，四级磁铁用于形成粒子束的预设引出工作点，六级磁铁用于形成用于慢引出的三阶共振。解决了现有技术的同步加速器由于其体积太大而限制了其使用范围的技术问题，达到了实现同步加速器小型化

的技术效果。

权利要求书2页 说明书9页 附图4页CN 109769336 A2019.05.17

CN 109769336

A1.一种同步加速器，其特征在于：包括四个二级磁铁，所述二级磁铁用于将粒子束偏转90度；直线节，所述直线节包括两长直线节和两短直线节，所述两长直线节和两短直线节用于将所述四个二级磁铁串联成环状，且所述四个二级磁铁关于两长直线节的中心点连线镜像对称，以及关于所述两短直线节的中心点连线镜像对称；四级磁铁和六级磁铁，所述四级磁铁和六级磁铁均设置于所述直线节上，所述四级磁铁用于形成粒子束的预设引出工作点，所述六级磁铁用于形成用于慢引出的三阶共振；所述二级磁铁朝向所述短直线节一端设有用于弱聚焦的边缘角；所述边缘角的角度范围为5.5-12.5度；还包括矫正机构，所述矫正机构用于矫正所述二级磁铁或四级磁铁的磁铁中心误差；所述矫正机构包括缠绕于所述二级磁铁上的第一水平矫正线圈，所述第一水平矫正线圈用于矫正所述二级磁铁的磁场中心在水平方向的误差；所述四级磁铁共有四个，分别设置于所述两长直线节和两短直线节；所述矫正机构包括缠绕于所述四级磁铁上的垂直矫正线圈和第二水平矫正线圈；所述垂直矫正线圈用于矫正所述四级磁铁的磁场中心在垂直方向上的误差；所述第二水平矫正线圈用于矫正所述四级磁铁的磁场中心在水平方向上的误差。2.如权利要求1所述的同步加速器，其特征在于：所述边缘角的角度范围为7-11度。3.如权利要求1所述的同步加速器，其特征在于：所述两长直线节分别设有质子注入机构和质子引出机构；设有质子注入机构的长直线节在质子注入机构的注入线切割板的两侧设有六级磁铁，所述六级磁铁用于使携带有预设能量的粒子束形成三阶共振，以使所述携带有预设能量的粒子束被引出所述同步加速器。4.如权利要求1所述的同步加速器，其特征在于：所述粒子束注入所述同步加速器的注入水平工作点的范围为1.35-1.357；所述粒子束引出所述同步加速器的引出水平工作点范围为1.333-1.34；所述粒子束引出所述同步加速器的引出垂直工作点小于0.5。5.如权利要求1-4任一所述的同步加速器，其特征在于：还包括真空法兰，所述真空法兰用于所述同步加速器真空腔各部分之间的连接；所述真空法兰的厚度小于25mm，以使所述同步加速器的真空度大于或等于1e-8torr。6.一种粒子束加速方法，其特征在于：包括：控制同步加速器的二级磁铁的磁场强度，以使同步加速器内的粒子束通过加速而携带预设能量；若所述粒子束携带预设能量，则调节所述同步加速器的四级磁铁和所述同步加速器的六级磁铁的磁场强度，以使所述粒子束形成用于慢引出的三阶共振。7.如权利要求6所述的粒子束加速方法，其特征在于：所述若所述粒子束携带预设能量，则调节所述同步加速器的四级磁铁和所述同步加速器的六级磁铁的磁场强度，以使所述粒子束形成用于慢引出的三阶共振，包括：若所述粒子束携带预设能量，则调节所述同步加速器的四级磁铁的磁场强度以形成预设引出工作点；若所述预设引出工作点已形成，

则开启横向高频激励电极以及调节所述同步加速器的权　利　要　求　书1/2页

2CN 109769336 A

合集下载

“闪光二号”加速器适应性改造

“闪光二号”加速器适应性改造

“闪光二号”加速器适应性改造

杨实;任书庆;丛培天;邱孟通;来定国;张玉英;杨莉;黄种亮;徐启福

【期刊名称】《强激光与粒子束》

【年(卷),期】2016(028)001

【摘 要】针对系统电磁脉冲效应研究需求,项目组对“闪光二号”加速器进行了适应性改造,以便于产生脉冲硬X射线.主要采用二次成形的水线结构,重点进行了水开关设计,并完成了实验调试.装置输出电压650 kV～1.3 MV稳定可调,脉冲宽度60

ns,前沿由改造前的80 ns缩短至改造后的30 ns,在国内首次成功驱动串级二极管,产生前沿29 ns、射线宽度约53 ns的脉冲硬X射线.

【总页数】6页(P190-195)

【作 者】杨实;任书庆;丛培天;邱孟通;来定国;张玉英;杨莉;黄种亮;徐启福

【作者单位】强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室(西北核技术研究所),西安710024;强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室(西北核技术研究所),西安710024;强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室(西北核技术研究所),西安710024;强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室(西北核技术研究所),西安710024;强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室(西北核技术研究所),西安710024;强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室(西北核技术研究所),西安710024;强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室(西北核技术研究所),西安710024;强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室(西北核技术研究所),西安710024;强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室(西北核技术研究所),西安710024 【正文语种】中 文

【中图分类】TM836

【相关文献】

1.闪光的事业 闪光的人生——记中物院加速器技术老专家刘锡三 [J], 林银亮;

2.“闪光二号”加速器运行状态分析及维护 [J], 任书庆;黄建军;张永民;张玉英;杨莉;程亮;来定国;姚伟博

脉冲功率技术

脉冲功率技术

华 中 科 技 大 学

研究生课程考试答题本

考生姓名 李 猛 虎

考生学号 M201371361

系、年级 高电压与绝缘技术2013级

类 别 硕 士

考试科目 脉冲功率技术

考试日期 2013年12月15日

脉冲功率技术是指把较小功率的能量以较长时间慢慢输入到能储存能量的设备中，然后通过动作时间在毫微秒左右的快速开关将此能量在毫微秒至微秒时间内释放到负载上， 以得到极高的功率，实质上是输出功率对输入功率的放大。脉冲功率系统中能量的储存方式有许多种，如电容储能，电感储能，脉冲电机储能以及电池储能等。脉冲功率技术研究的技术指标为：电压1kV~10MV，电子能量0.3~15MeV（电子伏），述流大小1kA~10MA，脉冲宽度0.1~100ns，束流功率0.1~100TW，总能量：1kJ~15MJ。脉冲功率技术的特征是：高脉冲功率，短脉冲持续时间，高电压，大电流。

脉冲功率技术，是以电气科学技术为基础，把电工新技术和高电压－大电流技术融为一体的新型学科。脉冲功率技术在国防科研和高新技术领域有着极为重要的应用,而且现在已经越来越多地应用于工业和民用部门,它是高新技术研究的重要技术基础之一,有着极其广泛的发展和应用前景。

脉冲功率的发展历程

脉冲放电现象存在于大自然。人们最早是在20世纪30年代开始研究脉冲功率现象。1938年，美国人Kingdon和Tanis第一次提出用高压脉冲电源放电产生微秒级脉宽的闪光X 射线；1939年，苏联人制成真空脉冲X射线管，并把闪光X 射线照相技术用于弹道学和爆轰物理学实验。采用高压脉冲电容器并联充电、串联放电方式来获得较高电压脉冲。第二次世界大战期间，企图将脉冲功率技术应用于军事的电磁炮和其他研究再度兴起，也促进了脉冲功率科学技术的形成和发展。1947年，英国人A.D.Blumlien以专利的形式，把传输线波的折反射原理用于脉冲形成线，在纳秒脉冲放电方面取得了突破。1962年，英国原子能研究中心的J.C.Martin领导的研究小组，将Marx发生器与Blumlien的专利结合起来，建造了世界上第一台强流相对论电子束加速器SOMG（3MV，50kA，30ns），脉冲功率达TW（1012W）量级，开创了高功率脉冲技术的新纪元。1986年建成PBFA-II 装置，其峰值电压为12MV、电流8.4MA、脉宽40ns，其二极管束能为4.3MJ，脉冲功率1014W，是世界上第一台功率闯过100TW 大关的脉冲功率装置。

加速器发展历史

加速器发展历史

加速器发展历史

• 1919年英国科学家卢瑟福(E.Rutherford)用天然放射源中能量为几个MeV、速度为2×109厘米/秒的高速α 粒子束（即氦核），轰击厚度仅为0.0004厘米的金属箔的“靶”，实现了人类科学史上第一次人工核反应。利用靶后放置的硫化锌荧光屏测得了粒子散射的分布，发现原子核本身有结构。

• 静电加速器（1928年）、回旋加速器（1929年）、倍压加速器（1932年）等不同设想几乎在同一时期提了出来，并先后建成了一批加速装置。

• 1932年美国科学家柯克罗夫特和爱尔兰科学家沃尔顿建造成世界上第一台直流加速器——命名为柯克罗夫特-沃尔顿直流高压加速器，以能量为0.4MeV的质子束轰击锂靶，得到α 粒子和氦的核反应实验。这是历史上第一次用人工加速粒子实现的核反应，因此获得了1951年的诺贝尔物理奖。

• 1933年美国科学家凡德格拉夫发明了使用另一种产生高压方法的高压加速器——命名为凡德格拉夫静电加速器。

• 奈辛于1924年，维德罗于1928年分别发明了用漂移管上加高频电压原理建成的直线加速器，由于受当时高频技术的限制，这种加速器只能将钾离子加速到50keV。但在此原理的启发下，美国实验物理学家劳伦斯(wrence)1932年建成了回旋加速器，并用它产生了人工放射性同位素，为此获得了1939年的诺贝尔物理奖。这是加速器发展史上获此殊荣的第一人。

• 1945年，前苏联科学家维克斯列尔和美国科学家麦克米伦各自独立发现了自动稳相原理，英国科学家阿里芳特也曾建议建造基于此原理的加速器——稳相加速器。

 自动稳相原理的发现是加速器发展史上的一次重大革命，它导致一系列能突破回旋加速器能量限制的新型加速器产生：同步回旋加速器（高频加速电场的频率随倍加速粒子能量的增加而降低，保持了粒子回旋频率与加速电场同步）、现代的质子直线加速器、同步加速器（使用磁场强度随粒子能量提高而增加的环形磁铁来维持粒子运动的环形轨迹，但维持加速场的高频频率不变）等。 • 自此，加速器的建造解决了原理上的限制，但提高能量受到了经济上的限制。随着能量的提高，回旋加速器和同步回旋加速器中使用的磁铁重量和造价急剧上升，提高能量实际上被限制在1GeV以下。同步加速器的环形磁铁的造价虽然大大减少，但因横向聚焦力较差，真空盒尺寸必须很大，造成磁铁的磁极间隙大，依然需要很重的磁铁，要想用它把质子加速到10GeV以上仍是不现实的。

宇宙真像简述40--宇宙能量运动循环方式(1)

宇宙真像简述40--宇宙能量运动循环方式(1)

1

（9）宇宙能量循环运动方式是“道生一，一生二，二生三，三生万物，万物归一”

1 、相生相克的能量、物质循环运动。

（1） “道生一”。

“时无尽，空无界，物无量; 时永前，空永在，量永有。如此循环往复，嵌嵌套套 ; 万事万物，生生灭灭 ，无穷无尽 ! ”是宇宙恒理，即宇宙之道。 “物无量”是指“宇宙能量无限大”；“物永有”是指“宇宙能量永远充满空间”。

在没有恒星又没有星云的广阔的星际空间里，还有些什么呢？是绝对的真空吗？当然不是。那里充斥着非常稀薄的星际气体、星际尘埃、宇宙射线和极其微弱的星际电磁波、场。这是宇宙能量的第一类形态——真空形态。

宇宙射线是由恒星和某些天体事件产生的，例如超新星爆炸。 宇宙射线也可能在地球上产生放射性同位素（例如碳14 ），其会发生衰变并产生电离辐射。

电离辐射是指能量足够高而能使原子或分子中的电子解离、也就是使他们电离的辐射。电离辐射通常包括高能亚原子粒子和离子、高速运动的原子(通常大于光速的1%)，以及高能电磁波。γ射线、x射线，以及紫外线中的高能部分属于电离辐射，紫外线中低能部分以及所有紫外线以下的所有频2

谱，包括可见光(包括几乎所有类型的激光)、红外线、微波、无线电波则属于非电离辐射。电离辐射也可以通过X射线管、粒子加速器方式人工产生。高强度的电离辐射可以与物质相互作用发出可见光。（见《电离辐射》词条）

宇宙空间、时间、能量是与生俱来的宇宙之道，永恒运动的虚实相伴真空形态——量子波、场充斥着宇宙。

（2）“一生二”。

等离子体也被称为第四能量形状态，有高温等离子体和低温等离子体之分。

1 . 恒星—高温高压核聚变内聚外射的等离子体。

A. 主序星恒星。

万有引力指出：一切物体对任何物体都有引力，其引力的大小取决于物体的质量和距离。也就是说质量越大，引力越大。宇宙中，漂浮着很多“气团”。由于万有引力这些气团渐渐地凑到一起当气体够多的时候（氢气）因为向自身压缩，这些气体粒子就会不可避免地摩擦