一种高梯度大强度谐波型加速器的制作方法

1.本发明涉及核能技术领域中的离子加速结构，具体涉及一种高梯度大强度谐波型加速器。


背景技术：

2.dt型加速器从1932年诞生起，就成为目前最主流的常温加速器结构。其加速原理是注入的带电粒子经过设计好的dt间隙时，dt间隙正好是正的电场，因此带电粒子能在场方向上被加速；经过半个高频周期，dt间隙的电场变为负电场时，粒子正好进入dt内部，因为电磁屏蔽效应，所以带电粒子不会感受到负电场而被减速；同样经过下半个高频周期进入下一个dt间隙时，dt间隙中电场又变为正电场，因此带电粒子在整个结构中呈加速趋势。一般的交叉指型漂移管加速结构具有高分路阻抗的特点，因此是近二十年来发展最快的加速腔体。
3.但是一般的交叉指型漂移管加速结构的腔体利用的是te模式中最低te111频率模式，其模式具有轴上场容易在腔体中部集中、腔体两端低的缺点，这种缺点使得腔体在运行时容易面临放电(腔体打火)极限的限制而不能增加更多的功率运行。


技术实现要素：

4.鉴于现有技术的缺陷，本发明旨在于提供一种高梯度大强度谐波型加速器，基于谐波的对称性而设计出每个加速间隙都位于相同的电场强度位置，从而得到每个加速间隙的场强都相同，因此在不同于te111模式下的某个加速间隙的场强特别高而其他的加速间隙的场强较低的状况。
5.其次，利用高次谐波(te11n)来加速的腔体能有效的降低腔体局部电场集中的弊端，从而使得腔体能够以更高的功率运行而不用担心腔体打火而停止运行。本发明设计兼顾了交叉指型结构的高分路阻抗的优点，且降低了局部场集中的缺点，极大的拓宽了漂移管型谐振腔的应用。
6.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
7.一种高梯度大强度谐波型加速器，具有加速腔体与t型板，所述加速腔体的两侧为端板，所述t型板分别设置于所述加速腔体内的上表面与下表面，所述加速腔体内设有若干的漂移管，以及与若干所述漂移管数量相同的漂移管支撑杆，其中，所述漂移管与所述漂移管支撑杆的一端固定连接，所述漂移管支撑杆的另一端与所述t型板固定连接；若干所述漂移管位于同一轴线且位于所述加速腔体的中心线上；一部分所述漂移管支撑杆设置于所述加速腔体内上表面，另一部分所述漂移管支撑杆设置于所述加速腔体内下表面，上漂移管支撑杆与下漂移管支撑杆交错设置；相邻所述漂移管之间的区域为加速间隙且每个所述加速间隙的长度基本一致。
8.需要说明的是，位于第一位置的所述漂移管支撑杆与位于最后位置的所述漂移管支撑杆的设置方向相反，位于第一位置的所述漂移管支撑杆与位于第二位置的所述漂移管
支撑杆的设置方向相反，位于最后位置的所述漂移管支撑杆与前一位置的所述漂移管支撑杆的设置方向相反。
9.需要说明的是，位于所述第一位置的漂移管支撑杆与所述最后位置的漂移管支撑杆之间设置有若干个漂移管组，每个所述漂移管组包括成对且同向设置的所述漂移管支撑杆，以及连接在所述漂移管支撑杆一端的漂移管。
10.需要说明的是，相邻之间的漂移管组的漂移管支撑杆设置方向相反。
11.需要说明的是，由所述若干个漂移管组能在腔体在产生te模式中的高次频率模式，其中，te11n的高次频率模式能使得轴上场的平整性极好。
12.需要说明的是，所述漂移管为圆柱形电极，所述漂移管中心有圆柱形束流通道。
13.需要说明的是，所述加速腔体为真空度10
‑4‑
10
‑7pa的真空腔筒。
14.本发明的主要特点是通过设计每组漂移管支撑杆的指向、利用高次谐振模式实现腔体轴上电场分布的平整性。此外，本发明腔体的轴上电场分布非常平整，降低了传统漂移管型腔体的轴上电场集中型严重的缺点。可以用于低能离子束流的加速或者束流聚束器等应用型高频腔体装置。
附图说明
15.图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
16.以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
17.如图1所示，本发明为一种高梯度大强度谐波型加速器，具有加速腔体1与t型板2，所述加速腔体1的两侧为端板，所述t型板2分别设置于所述加速腔体内的上表面与下表面，所述加速腔体内设有若干的漂移管3，以及与若干所述漂移管3数量相同的漂移管支撑杆4，其中，所述漂移管3与所述漂移管支撑杆4的一端固定连接，所述漂移管支撑杆4的另一端与所述t型板2固定连接；若干所述漂移管3位于同一轴线且位于所述加速腔体1的中心线上；一部分所述漂移管支撑杆4设置于所述加速腔体1内上表面，另一部分所述漂移管支撑杆4设置于所述加速腔体1内下表面，上漂移管支撑杆与下漂移管支撑杆交错设置；相邻所述漂移管3之间的区域为加速间隙5且每个所述加速间隙5的长度基本一致。
18.进一步的，本发明的位于第一位置的所述漂移管支撑杆与位于最后位置的所述漂移管支撑杆的设置方向相反，位于第一位置的所述漂移管支撑杆与位于第二位置的所述漂移管支撑杆的设置方向相反，位于最后位置的所述漂移管支撑杆与前一位置的所述漂移管支撑杆的设置方向相反。
19.进一步的，本发明的位于所述第一位置的漂移管支撑杆与所述最后位置的漂移管支撑杆之间设置有若干个漂移管组，每个所述漂移管组包括成对且同向设置的所述漂移管支撑杆，以及连接在所述漂移管支撑杆一端的漂移管。
20.进一步的，本发明相邻之间的漂移管组的漂移管支撑杆设置方向相反。
21.进一步的，本发明的由所述若干个漂移管组能在腔体在产生te模式中的高次频率
模式，其中，te11n的高次频率模式能使得轴上场的平整性极好。
22.需要说明的是，本发明所述漂移管为圆柱形电极，所述漂移管中心有圆柱形束流通道。
23.需要说明的是，本发明所述加速腔体为真空度10
‑4‑
10
‑7pa的真空腔筒。
24.实施例
25.在加速腔体中，首先设置第一个漂移管支撑杆和第二个漂移管支撑杆的方向相反，成180度，其次，设置最后一个漂移管支撑杆和倒数第二个漂移管支撑杆的方向相反，成180度，再设置第一个漂移管支撑杆和最后一个漂移管支撑杆的方向相反，成180度；然后除去第一个漂移管支撑杆和最后一个漂移管支撑杆，其余的漂移管和漂移管支撑杆必须成对；从第二个和t型板固定连接的漂移管支撑杆算起，每两个漂移管支撑杆为一组；每组漂移管支撑杆连接的t型板一致；两个相邻的两组漂移管支撑杆的方向设计为相反成180度；漂移管与腔体在同一个中心线上。
26.对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变，而所有的这些改变，或改为其他药剂喷施，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。


技术特征：
1.一种高梯度大强度谐波型加速器，具有加速腔体与t型板，所述加速腔体的两侧为端板，所述t型板分别设置于所述加速腔体内的上表面与下表面，其特征在于，所述加速腔体内设有若干的漂移管，以及与若干所述漂移管数量相同的漂移管支撑杆，其中，所述漂移管与所述漂移管支撑杆的一端固定连接，所述漂移管支撑杆的另一端与所述t型板固定连接；若干所述漂移管位于同一轴线且位于所述加速腔体的中心线上；一部分所述漂移管支撑杆设置于所述加速腔体内上表面，另一部分所述漂移管支撑杆设置于所述加速腔体内下表面，上漂移管支撑杆与下漂移管支撑杆交错设置；相邻所述漂移管之间的区域为加速间隙且每个所述加速间隙的长度基本一致。2.根据权利要求1所述的高梯度大强度谐波型加速器，其特征在于，位于第一位置的所述漂移管支撑杆与位于最后位置的所述漂移管支撑杆的设置方向相反，位于第一位置的所述漂移管支撑杆与位于第二位置的所述漂移管支撑杆的设置方向相反，位于最后位置的所述漂移管支撑杆与前一位置的所述漂移管支撑杆的设置方向相反。3.根据权利要求2所述的高梯度大强度谐波型加速器，其特征在于，位于所述第一位置的漂移管支撑杆与所述最后位置的漂移管支撑杆之间设置有若干个漂移管组，每个所述漂移管组包括成对且同向设置的所述漂移管支撑杆，以及连接在所述漂移管支撑杆一端的漂移管。4.根据权利要求3所述的高梯度大强度谐波型加速器，其特征在于，相邻之间的漂移管组的漂移管支撑杆设置方向相反。5.根据权利要求4所述的高梯度大强度谐波型加速器，其特征在于，由所述若干个漂移管组能在腔体在产生te模式中的高次频率模式，其中，te11n的高次频率模式能使得轴上场的平整性极好。6.根据权利要求1所述的高梯度大强度谐波型加速器，其特征在于，所述漂移管为圆柱形电极，所述漂移管中心有圆柱形束流通道。7.根据权利要求1所述的高梯度大强度谐波型加速器，其特征在于，所述加速腔体为真空度10
‑4‑
10
‑7pa的真空腔筒。

技术总结
本发明公开了一种高梯度大强度谐波型加速器，具有加速腔体与T型板，所述加速腔体的两侧为端板，所述T型板分别设置于所述加速腔体内的上表面与下表面，所述加速腔体内设有若干的漂移管，以及与若干所述漂移管数量相同的漂移管支撑杆，其中，所述漂移管与所述漂移管支撑杆的一端固定连接，所述漂移管支撑杆的另一端与所述T型板固定连接；若干所述漂移管位于同一轴线且位于所述加速腔体的中心线上；一部分所述漂移管支撑杆设置于所述加速腔体内上表面，另一部分所述漂移管支撑杆设置于所述加速腔体内下表面，上漂移管支撑杆与下漂移管支撑杆交错设置；相邻所述漂移管之间的区域为加速间隙且每个所述加速间隙的长度基本一致。速间隙且每个所述加速间隙的长度基本一致。速间隙且每个所述加速间隙的长度基本一致。


技术研发人员：卢亮 马伟 杨振 邹丽平 葛育霖 孙艳兵 袁楠
受保护的技术使用者：中山大学
技术研发日：2021.09.10
技术公布日：2021/12/12