CN207802493U - 花瓣型加速器及其c型回转电磁铁 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了花瓣型加速器及其C型回转电磁铁，C型回转电磁铁包括磁铁回轭、上磁铁极头和下磁铁极头，所述磁铁回轭为矩形，所述磁铁回轭的相对两边设有磁铁上端板和磁铁下端板，所述磁铁上端板、磁铁回轭和磁铁下端板为C型结构，所述上磁铁极头贴合在所述磁铁上端板的下方，所述下磁铁极头贴合在所述磁铁下端板的上方，所述上磁铁极头和下磁铁极头为扇面结构，所述上磁铁极头的下边缘设有极头垫补台，所述下磁铁极头的上边缘设有极头垫补台；花瓣型加速器包括电子枪、加速腔、真空盒和C型回转电磁铁，所述真空盒插在所述C型回转电磁铁的磁铁上端板和磁铁下端板之间，所述C型回转电磁铁和真空盒围绕在所述加速腔的周边。
Description
技术领域
本实用新型属于民用非动力核技术的领域，具体涉及利用C型回转电磁铁引导电子多次加速的花瓣型加速器及其C型回转电磁铁。
背景技术
目前，花瓣加速器由加速腔、电子枪、高频功率源和回转磁铁等部分组成。加速腔为同轴谐振腔，从电子枪出来的电子束在合适的相位进入加速腔被加速以后，电子束经过内筒的无场区期间高频电场反向，使得电子束进入加速腔另一半时仍然受到加速场的作用。从加速腔出来后，电子束在腔外由回转电磁铁产生转弯，回转磁铁的作用是把飞出加速腔的电子扭转回来，再次穿过加速腔，从而再次受到加速，提高能量。
现有的同类型加速器都采用窗框型或H型电磁铁作为回转磁铁，此类回转磁铁移动受限，并且需要盘环型筒状真空盒，真空盒固定和调节都存在问题，并且每块磁铁都需要有独立的真空盒。
有鉴于此，特提出本实用新型。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供花瓣型加速器及其C型回转电磁铁，采用C型结构的回转电磁铁，可以实现整体真空盒的制造，并能够使C型回转磁铁沿加速腔的径向前后移动，从而对电子束流轨道进行调整。
为了实现上述目的，本实用新型提供的C型回转电磁铁，包括磁铁回轭、上磁铁极头和下磁铁极头，所述磁铁回轭为矩形，所述磁铁回轭的相对两边设有磁铁上端板和磁铁下端板，所述磁铁上端板、磁铁回轭和磁铁下端板为C型结构，所述上磁铁极头贴合在所述磁铁上端板的下方，所述下磁铁极头贴合在所述磁铁下端板的上方，所述上磁铁极头和下磁铁极头为扇面结构，所述上磁铁极头的下边缘设有极头垫补台，所述下磁铁极头的上边缘设有极头垫补台。
进一步地，所述磁铁上端板和磁铁下端板上分别缠绕有磁铁线圈。
进一步地，所述C型回转电磁铁的材料为电工纯铁。
优选地，所述极头垫补台分别沿所述上磁铁极头和下磁铁极头的扇面的弧形边缘设置。
本实用新型还提供利用C型回转电磁铁引导电子多次加速的花瓣型加速器，包括电子枪、加速腔和真空盒，还包括上述的C型回转电磁铁，所述真空盒插在所述C型回转电磁铁的磁铁上端板和磁铁下端板之间，所述C型回转电磁铁和真空盒围绕在所述加速腔的周边。
优选地，加速腔为半波长同轴谐振腔。
本实用新型提供的花瓣型加速器及其C型回转电磁铁，具有如下有益效果：
1、C型回转电磁铁方便沿真空盒前后移动，增加了调节和安装的灵活性；
2、C型回转电磁铁可沿加速腔径向方向前后移动，从而对电子束流轨道进行调整；
3、C型回转电磁铁的上磁铁极头和下磁铁极头的边缘设有极头垫补台，减小磁场在上磁铁极头和下磁铁极头的边缘下降的速度，可以增加磁场的均匀度；
4、C型回转电磁铁的上磁铁极头和下磁铁极头为扇面结构，可以很好的和电子束流轨道相契合，减小了极头尺寸和磁铁重量；
5、扇面结构的C型回转电磁铁实现了对进出磁铁的电子束流的边缘聚焦，减小了束流扩散；
6、C型回转电磁铁的磁铁线圈分别缠绕在磁铁上端板和磁铁下端板上，节省了上磁铁极头和下磁铁极头部分的空间，避免了与加速腔外壳的干涉；
7、C型回转电磁铁可以实现整体真空盒的制造，并且可以将C型回转电磁铁和真空盒进行整体组装，节省了空间和制造成本。
附图说明
图1为具体实施方式中的利用C型回转电磁铁引导电子多次加速的花瓣型加速器的截面示意图。
图2为具体实施方式中的利用C型回转电磁铁引导电子多次加速的花瓣型加速器的俯视图。
图3为具体实施方式中的C型回转电磁铁的结构示意图。
图中：
1.电子枪 2.加速腔 3.高频功率源 4.C型回转电磁铁 5.磁铁回轭 6.上磁铁极头 7.下磁铁极头 8.磁铁上端板 9.磁铁下端板 10.极头垫补台 11.磁铁线圈。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1所示，利用C型回转电磁铁4引导电子多次加速的花瓣型加速器，包括电子枪1、加速腔2、高频功率源3、真空盒和C型回转电磁铁4等部分组成。加速腔2为半波长同轴谐振腔，真空盒位于C型回转电磁铁4的两个磁铁极头之间，真空盒和C型回转电磁铁4围绕在加速腔2周边，采用C型结构的回转电磁铁，真空盒可以实现整体制造。
图2为花瓣型加速器俯视图。电子束由电子枪1射出，进入加速腔2，受到加速腔2中电磁场加速，能量增加，飞出加速腔2后，受到C型回转电磁铁4的磁场作用，折回来重新进入加速腔2，再次受到加速，能量不断增加。如此多次穿过加速腔2，C型回转电磁铁4可以引导电子多次进入加速腔2中进行逐步加速，从而获取更高的能量。
图3所示C型回转电磁铁4，包括磁铁回轭5、磁铁上端板8、磁铁下端板9、上磁铁极头6和下磁铁极头7，上磁铁极头6贴合在磁铁上端板8的下方，下磁铁极头7贴合在磁铁下端板9的上方，上磁铁极头6和下磁铁极头7都采用了扇面结构。扇面结构的上磁铁极头6和下磁铁极头7可以实现了电子束流轨道的大于180度的回转，从而可以将电子束流重新偏转进入到加速腔2内，以实现对电子束流的边缘聚焦；扇面结构上磁铁极头6和下磁铁极头7可以很好的契合电子束流的圆弧型轨道，减小了上磁铁极头6和下磁铁极头7尺寸，减小了C型回转电磁铁4的重量。上磁铁极头6的下边缘设有极头垫补台10，下磁铁极头7的上边缘设有极头垫补台10，极头垫补台10分别沿上磁铁极头6和下磁铁极头7的扇面的弧形边缘设置，极头垫补台10可以减小磁场在上磁铁极头6和下磁铁极头7的边缘下降的速度，以实现调整磁场均匀度的目的。磁铁上端板8和磁铁下端板9上均缠绕有磁铁线圈11，磁铁线圈11缠绕在磁铁上端板8和磁铁下端板9上，节省了上磁铁极头6和下磁铁极头7部分的空间，避免了对加速腔2的干涉；通过调节磁铁线圈11的电流，就可调节C型回转电磁铁4的磁场，从而达到调节电子轨道的目的。
C型回转电磁铁4属二极磁铁，在两个极头之间生成垂直方向磁场，能使电子轨道拐弯。C型回转电磁铁4的磁铁回轭5的侧面内壁与真空盒之间留有微调空隙。
将C型回转电磁铁4正确安装之后，若需精确微调电子轨道，可以将C型回转电磁铁4沿径向前后移动，或调整C型回转电磁铁4的运行电流。
具体操作方法：
如图1所示，利用C型回转电磁铁4引导电子多次加速的花瓣型加速器，首先计算出电子每穿过加速腔2一次的能量增益，再计算出各个C型回转电磁铁4应有的磁场强度。得到了所需最高磁场及束流清晰区，计算出束流要求的回转半径和回转角度，分别设计出上磁铁极头6，下磁铁极头7，磁铁上端板8，磁铁下端板9和磁铁回轭5等，并利用三维软件对磁场进行模拟计算。然后进行机械设计，进行C型回转电磁铁4的加工和磁场测量。
C型回转电磁铁4在正确位置安装后，通过调节C型回转电磁铁4的前后位置和C型回转电磁铁4的运行电流，可以对电子束流的轨道进行调整，使其沿着理想轨道运行。因此，此方案是可行的。
本专利所述的扇面结构的C型回转电磁铁4是基于花瓣型加速器的特殊领域，可以帮助说明理解本专利的核心思想。本类型的电磁铁可以用于其它结构的加速器中，无论是电子加速器，质子加速器或重离子加速器。C型回转电磁铁4的电磁铁也可以用永久磁铁来实现。
本文中应用了具体个例对发明构思进行了详细阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离该发明构思的前提下，所做的任何显而易见的修改、等同替换或其它改进，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.C型回转电磁铁，包括磁铁回轭、上磁铁极头和下磁铁极头，其特征在于，所述磁铁回轭为矩形，所述磁铁回轭的相对两边设有磁铁上端板和磁铁下端板，所述磁铁上端板、磁铁回轭和磁铁下端板为C型结构，所述上磁铁极头贴合在所述磁铁上端板的下方，所述下磁铁极头贴合在所述磁铁下端板的上方，所述上磁铁极头和下磁铁极头为扇面结构，所述上磁铁极头的下边缘设有极头垫补台，所述下磁铁极头的上边缘设有极头垫补台。
2.根据权利要求1所述的C型回转电磁铁，其特征在于，所述磁铁上端板和磁铁下端板上分别缠绕有磁铁线圈。
3.根据权利要求1所述的C型回转电磁铁，其特征在于，所述C型回转电磁铁的材料为电工纯铁。
4.根据权利要求1所述的C型回转电磁铁，其特征在于，所述极头垫补台分别沿所述上磁铁极头和下磁铁极头的扇面的弧形边缘设置。
5.利用C型回转电磁铁引导电子多次加速的花瓣型加速器，包括电子枪、加速腔和真空盒，其特征在于，还包括权利要求1-4任一项所述的C型回转电磁铁，所述真空盒插在所述C型回转电磁铁的磁铁上端板和磁铁下端板之间，所述C型回转电磁铁和真空盒围绕在所述加速腔的周边。
6.根据权利要求5所述的利用C型回转电磁铁引导电子多次加速的花瓣型加速器，其特征在于，加速腔为半波长同轴谐振腔。
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