电子感应加速器
在电子感应加速器的示意图中,磁轭和磁极均由硅钢片制成。由高质量玻璃或陶瓷材料制成的环形真空箱放置在上下圆形磁极之间的气隙中。
在真空箱中,必须保持Torr的真空。当电磁铁绕组连接到交流电流以产生交变磁场时,由真空箱围绕的区域中的磁通量也随时间变化,并且在真空箱空间中产生诱发的涡流电场。
由于磁场分布是轴对称的,所以感应电场的电场是闭合的同心族,其中一个与真空箱的轴重合。如果使用电子枪沿着电力线的方向将电子注入真空箱,则这些电子将被涡流电场加速。
在磁场减弱的过程中,电子可以在真空箱中旋转几兆周并加速以获得几兆电子伏或甚至几百兆电子伏。当磁场增长到最大值时,它会下降并从强到弱变为初始值;在此期间,由它产生的涡旋电场的方向与电子运动的方向相反。
因此,应在电场改变方向之前取出电子;或者,高能电子可以被击中金属靶,例如钨或铂,以通过bre致辐射产生γ射线。可以看出,感应加速器的射线输出是脉冲的,并且每秒的脉冲数等于交变磁场的频率。
感应加速器的能量上限取决于当电子在圆形轨道中移动时由电子的大的向心加速度引起的能量辐射损失。随着电子能量的四次幂,这种辐射损失迅速增加。
只有采取特殊措施来补偿这种能量损失,我们才能保持电子的轨道半径并进一步提高电子能量。然而,难以在感应加速器中进行补偿,因此难以通过感应加速器方法将电子加速到非常高的能量。
到目前为止,加速器达到的最高能量是315 MeV。另一方面,由于电子的能量与Bo·ro值成正比,并且Bo值受到某些条件的限制,因此有必要继续增加能量以需要更大的电磁铁来增加Ro的值,导致能量成本为2到3。
第二方增加了。因此,当需要高能电子束时,通常使用电子同步加速器或电子直线加速器。
当能量低于几十兆伏电压时,电子感应加速器具有易于制造,易于调节和相对便宜的优点。因此,它被广泛应用于国民经济的各个方面。
主要用于工业伽马射线检测和癌症的放射治疗(使用电子或伽马射线)。这些加速器中有一百多个在世界上运行,其中大部分都在20至30 MeV以下。
中国生产的工业探伤和医用电子感应加速器的能量为25 MeV。电子感应加速器也可用于低能光子核反应和活化分析以及其他辐射源。
电子感应加速器具有相对小的电子电流强度,平均电子电流一般不超过微安级;伽马射线强度也很弱,通常距目标1米约50至100 R / min。近年来,轻质电子直线加速器的发展具有相对大的射线强度,并且存在后来的趋势。
早在1932年,J。Slapion提出了使用感应电场加速电子的想法。
然后很多人在这方面进行了研究,但直到1940年DW凯斯特解决了电子轨道才取得了成功。在稳定性问题之后,建立第一个电子感应加速器以将电子加速到2.3MeV。
然后这个加速器很快就发展了。 2042年,建造了20MeV电子感应加速器。
1945年,建成了100MeV电子感应加速器。