文档介绍：大连理工大学
硕士学位论文
2MeV10mA电子加速器的束流范围扩展及稳定性控制研究
姓名:吕小龙
申请学位级别:硕士
专业:控制工程
指导教师:张大波
20050220
摘要该项研究中拟进行改进的加速器,是俄罗斯生产的工业用电子加速器,采用计算机智能控制系统相对较少,且柬流调节范围只在猯哂薪虾玫奈榷ㄐ裕而在科研工作应用中实际中经常需要较小柬流。为同时满足工业加工和科研实验的需要,解决小束流电子引出以及稳定性问题,所以开展该项目研究工作。现在的工控产品强大的控制功能,完全可以满足加速器的控制要求,因此仅从控制系统所要实现的控制内容来看,困难也许不大。但加速器是一台高电压渴的设备,本身就是一个强大的电磁干扰源,另外还会有通过空间途径引入的辐射性干扰,而且这些干扰都具有很强的干扰能量。所以解决小束流稳定问题,。加速器束流就是电子枪阴极发射电流,要对束流精确控制的关键在于对电子枪电源的精确控制和稳定。电子枪发射电子是受控于电子枪阴极灯丝温度,也即是受控于灯丝加热电压缌。这样电子束流的稳定,与电子枪电源的稳定直接相关,因此首先需要稳定电子枪电源。这里采用间热式电子枪的阴极加热电源,将控制过程中的电压信号转换成频率信号,,提高了控制精度。对于加速管频率稳定控制,系统采用自适应增益控制和椒ǎ饩隽似德慢漂移及频率稳定问题,保证了束流的能量和扫描均匀度稳定性。束流扫描系统由于原来采用三角波信号驱动,在大扫描角度情形下,均匀性不好。通过采用函数发生器产生类似正弦波的特殊电压信号,能够大大改善电子束流扫描均匀俊。通过实际测试,束流稳定性及扫描均匀度基本达到了要求。关键词:电子加速器;束流;稳定:控制
,...琁瓻瑃,.’瑀.,.篹篵簊:
种也只有两三台,且集中在发达国梨”。我国分别只有一台。这三种加速器,因其加速加速器发展概况加速器是指利用粒子的带电性质,将带电离子加速到高能量的装置。加速器的种类很多,按照其被加速离子的种类不同,加速器可分为电子加速器、重离子加速器和同步辐射光源等。按照产生加速粒予电场的方式不同,可分为静电加速型加速器和高频加速型加速器等。按照加速粒子的运动路线不同,可分为直线加速器和回旋加速器等。直线加速器就是加速管是直线形的,离子加速路径是直线的加速器。一般来说,直线加速器用于离子被加速到的能量不是很高,加速路径不需要很长的情形中。而回旋加速器就是指离子被加速路径是环形的加速器。按照加速器的用途不同,可分为科研用加速器、医用加速器和工业加工用加速器。科研用加速器重点是指正负电子对撞机、重离子加速器和同步辐射光源,主要用于物理实验研究工作。这类加速器~般造价都非常高,国外每的离子种类不同,所采用的控制方式和控制技术也不相同,一般都非常复杂,这里不再赘述。电子加速器是加速电子的装置,它是集核物理、束流光学、电磁学、自动化控制技术、计算机技术和机械制造等多项技术为一体的高新技术产品。电子加速器根据它的加速方法不同可分成二类:驳缂铀傩汀,高频加速型。前者利用一个高直流电压加速电子,可以进一步分为考克饶夫特·瓦尔顿型、变压器型、范德格喇夫型。高频加速型加速器采用作周期转换的高频电压加速电子,包括电子直线加速器、回旋加速器、同步加速器、电子感应加速器等5侥壳拔V梗诠ひ抵兄饕J褂玫氖蔷驳缂铀傩图铀图铀倨骼嘈电子加速器的束流范围扩展及稳定性控制研究伎巳幕鹛匾煌叨傩停溲蛊鞯.
型没手恋孳涯┤搪奋缎悄啡に啃屠锶有~,受热容易产生较大加速器控制技术及研究发展现状器,因为它的束流大。考克饶夫特·瓦尔顿型加速器是利用由电容器和整流器所组成的电压倍增器线路加速电子,如图尽K亩疃ǖ缪挂汛,与之相类似的还有型和型女Ⅱ速器。变压器型加速器采用多抽头次级变压器线路,可分为原芯型和绝缘芯型两类,如图尽T拘图铀倨鞯亩疃ǖ缪挂汛范德格喇夫型加速器采用一根运行的绝缘带传输电荷,它的输出束流较小,应用较少。静电加速型加速器按电子束辐照方式分为非扫描与扫描型两类,非扫描型电子加速器主要用于薄膜交联和涂层固化,其能量范围一般在.,产品加工区完全屏蔽,屏蔽物是加速器的组成部分。这类加速器体积较小,所需空问不大,可以很容易地安装在任何工作区内。目前商业用的类型有:美国境霾目硎缱蛹铀倨鞯取仅美国疽患以甑字熬统鍪哿多台,目前尚在美国工厂使用的约的热形变,使用寿命较短。同时,非扫描型的电子束剂量分布决定于线源的物理性质,它的剂量均匀性较差。目前,电子加速器按照应用方面主要分为医用加速器和工业用加速器。医用加速器一般都是低能小束流的电子加速器,主要用于肿瘤放射