一种电子加速器，其具有：包含外部柱形导体(11)和内部柱形导体(12)的谐振空腔(10)；用于将电子束(40)横向注入空腔的电子源(20)；与空腔耦合的RF源(50)，其产生朝向所述空腔的电场(E)，以按照连续不同的横向轨迹朝着空腔多次加速电子(40)；以及至少一个致偏磁铁(30)，其被部署成将逸出电子重定向回到空腔中。该RF源(50)以脉冲模式来为空腔提供能量，由此能够构造尺寸减小且成本降低的加速器。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有谐振空腔的电子加速器，其中电子被依照连续且不同的轨 迹多次横向加速。关于此类加速器的一个典型示例是Rhodotron?,它是一种具有单个 同轴空腔的加速器，其中电子依照花朵形状的轨迹而被注入并且横向加速（在希腊语中， "Rhodos"的意思是花）。
技术介绍
此类加速器例如可以从美国专利公开US-5107221中获知，该专利公开描述了一 种Rhodotron?,其通常包括以下子系统：-谐振空腔，该谐振空腔呈现出两个同轴圆柱形导体，这两个导体的末端短接并且 在其中间横切面的层面上呈现多个圆孔，以便能让电子通过， -电子源，其产生电子束，并且在空腔的中间横切面中沿径向方向将电子束注入谐 振空腔， -RF源，其与谐振空腔相耦合，并产生朝着空腔的谐振横向电场，以依照遵循空腔 角位移直径的连续轨迹朝着中间横切面多次地横向加速电子束中的电子，-致偏磁铁，用于在电子束从空腔中露出时使得所述电子束向后弯曲，并且在中间 横切面中朝着空腔的中心重定向所述电子束，以及-电子束输出端口。 此类加速器是在连续波（CW)模式下工作的，这意味着在工作过程中，来自RF源的 RF功率会被持续施加于谐振空腔，并且电子源会持续地将电子注入空腔（尽管从微观结构 层面进一步查看，电子是以对于商用Rhodotrons?常用的100MHz到200MHz的频率的集束 注入空腔）。因此，在加速器的输出端口上递送的是一个连续的加速电子束。 诸如这种已经被申请人商业化的Rhodotrons?通常递送的是高达l〇MeV的电子 束能量，并且其最大电子束功率的范围是45KW到700KW。其RF源通常在大致约100MHz或 者约200MHz的VHF频率范围中工作，并且其RF功率的范围是150KW到600KW。 这些类型的加速器通常会通过与诸如波束扫描系统之类的周边设备相结合而被 用于消毒、聚合物改性、浆料处理、食物的低温巴氏杀菌等等。 考虑到其超出诸如线性加速器（也被称为LINAC)之类的其他类型的电子加速 器的诸多优点，它们偶尔也被用于检测和安全用途，比如用于检测隐藏和禁带物质及货 物一一例如武器、爆炸物、毒品等等。在此类应用中，电子束通常在垂直于扫描方向移动的 物体上进行行扫描。 然而，已知的加速器似乎过于笨重并且过于昂贵，对于此类应用而言尤其如此。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种再循环类型的电子加速器，其与现有的此类加速器相比 更小且更为廉价，其优选适合如上所述的检测和/或安全用途。 本专利技术是由独立权利要求限定的。从属权利要求限定了有利的实施例。 根据本专利技术，所提供的是一种电子加速器，包括： -具有外部导体和内部导体的谐振空腔， -电子源，其产生电子束并将该电子束横向注入谐振空腔， -RF源，其与谐振空腔相耦合，并用处于标称RF频率的RF功率来为谐振空腔提供 能量，以及产生朝着所述谐振空腔的电场，以便依照连续不同的横向轨迹朝着空腔多次加 速电子束中的电子， -至少一个致偏磁铁，其在电子束从空腔中露出时使得所述电子束向后弯曲，并且 朝着空腔重定向所述电子束， 其特征在于：RF源利用脉冲RF功率为谐振空腔提供能量，该脉冲RF功率具有第 一脉冲频率、小于100%的第一占空比以及第一脉冲持续时间。 通过对空腔施加脉冲RF功率，加速器输出端上的电子束同样被施以脉冲，并且会 在每一个脉冲持续时间中具有高输出功率，以及在剩余的脉冲周期中具有低输出功率（或 者没有输出功率）。因此，加速器会在脉冲持续时间中递送与诸如检测和安全应用之类的所 需应用相适合的电子束功率，但是减小了平均损耗功率。已知功率会随着标称RF频率的平 方根而增大，与简单地缩小现有技术中的这类加速器的尺寸相比，该解决方案允许以较低 的成本来构造较小的加速器。此外，与例如线性加速器（LINAC)相比，可以实现更高的占空 比。 优选地，外部导体和内部导体是轴A的同轴柱形导体，这两个柱形导体在其末端 分别与顶部导电隔板以及底部导电隔板相短接，电子源在谐振空腔的中间横切面中沿着径 向方向将电子束注入谐振空腔，RF源产生朝着所述谐振空腔的谐振横向电场（E)，以便依 照遵循外部柱形导体的角位移直径的连续轨迹并朝着中间横切面来多次地横向加速电子 束中的电子，以及所述至少一个致偏磁铁在电子束从空腔中露出时使得所述电子束向后弯 曲并且在中间横切面中朝着轴A重定向所述电子束。在包含这些优选特征时，加速器是例 如尤其适合检测和安全应用的Rliotetr雜_类型加速器。 优选地，所述第一占空比大于1%。 更优选的是，所述第一占空比大于5%。 更优选的是，所述第一占空比小于40%。 优选地，第一脉冲频率小于ΙΟΚΗζ。 更优选的是，第一脉冲频率小于5KHz。 优选地，电子源将脉冲电子束注入谐振空腔，所述脉冲电子束具有第二脉冲频率、 小于100%的第二占空比以及第二脉冲持续时间，所述第二脉冲频率小于标称RF频率。与 注入连续电子集束相比，通过将脉冲电子束注入由RF源以脉冲方式激励的空腔，损失的粒 子相对较少。【附图说明】 本专利技术的这些和其他方面将借助示例并通过参考附图而被更详细地说明，其中： 图la示意性地显示了根据本专利技术的例示电子加速器； 图lb示意性地显示了图la中的电子加速器的横截面； 图2示意性地显示了RF功率随时间的脉动； 图3示意性地显示了由电子源注入空腔的电子束电流随时间的脉动； 图4示意性地显示了图3中的信号的放大视图，其揭示了电子束电流中的微观结 构； 图5示意性地显示了RF源的脉动和电子源的脉动如何同步的示例。 这些附图并不是按比例绘制的。通常，相同的组件在附图中是用相同的参考数字 表示的。【具体实施方式】 图la示意性地显示了一个根据本专利技术的例示电子加速器。该电子加速器包括谐 振空腔（10)，该谐振空腔具有轴线为㈧的外部柱形导体（11)以及具有相同轴线㈧的内 部柱形导体（12)，这两个柱形导体在它们的末端分别与顶部导电隔板（13)以及底部导电 隔板（14)相短接。该电子加速器还包括电子源（20)(例如电子枪），该电子源产生电子束 (40)并且在谐振空腔（10)的中间横切面（MP)中沿径向方向将电子束（40)注入谐振空腔 (10)〇此外，该电子加速器还包括RF源（50)，其经由耦合器（55)与谐振空腔相耦合，并 且被设计成以标称RF频率（fRF)振荡并且朝着谐振空腔产生一个谐振横向电场（E)，以便 朝着中间横切面（MP)并依照遵循外部柱形导体（11)的角位移直径的连续轨迹来多次加 速电子束（40)中的电子。该谐振横向电场通常是"TE001"型，这意味着该电场是横向的 ("TE")，所述电场具有旋转对称性（第一个"0")，所述电场不会在空腔的一个半径上被抵 消（第二个"〇"），以及在与空腔的轴A平行的方向上有所述电场的半个周期。RF源（50) 通常包括一个用于产生处于标称RF频率（fRF)的RF信号的振荡器，其后跟随的是一个放大 器或一系列放大器，用于在这一系列放大器的末端实现预期的输出功率。 该电子加速器还包括至少一个致偏磁铁（30)，用于向后弯曲从外部柱形导体 (11)露出的电子束（40)，以及朝着轴A重定向所述电子束。在本示例中有三个这样的弯转 磁铁，从而电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电子加速器，包括：谐振空腔(10)，其具有外部导体(11)和内部导体(12)，电子源，其产生电子束(40)并将该电子束横向注入谐振空腔(10)，RF源(50)，其与谐振空腔耦合，并且利用处于标称RF功率(fRF)的RF功率来为谐振空腔提供能量，以及产生朝向所述谐振空腔的电场(E)，以按照连续不同的横向迹线朝着空腔多次加速电子束(40)中的电子，至少一个致偏磁铁(30)，其在电子束(40)从空腔(10)中露出时使得所述电子束向后弯曲，并且朝着空腔重定向所述电子束(40)，其特征在于：RF源(50)利用具有第一脉冲频率(fRFP)、小于100％的第一占空比(DC1)以及第一脉冲持续时间(TPRFP)的脉冲RF功率来为谐振空腔提供能量。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：米歇尔·阿布斯，
申请(专利权)人：艾尔贝姆应用技术有限公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE
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