一种适用于高功率束流的薄膜降能器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种适用于高功率束流的薄膜降能器，包括真空管，位于所述真空管内部、且内部中空的铜底座，环绕安装在所述铜底座内部的冷却水装置，设置在铜底座内部的薄膜，和设置在所述真空管管壁上、支撑固定所述铜底座的支撑基座，所述铜底座与所述真空管同轴设置，本实用新型专利技术通过在铜底座内部设置冷却水装置，冷却水装置能够跟设置在铜底座内的薄膜进行热交换，吸收沉积在薄膜中的热量，降低薄膜的热负载，使薄膜能够正常工作，进而保证在高功率束流下降能器的正常使用。在高功率束流下降能器的正常使用。在高功率束流下降能器的正常使用。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于高功率束流的薄膜降能器


[0001]本技术属于粒子加速器领域，具体涉及一种适用于高功率束流的薄膜降能器。

技术介绍

[0002]在粒子加速器领域，特别是引出束流能量固定的回旋加速器领域，为了满足不同的应用需求，往往需要采用能量选择系统对粒子束流的能量进行调节，束流能量选择系统中最为核心的部件就是降能器，其主要作用是调节束流的能量，目前世界上所涉及的降能器主要应用在癌症、肿瘤治疗等医用治疗系统，例如，瑞士PSI、比利时IBA、日本住友公司均采用类似的多楔型结构降能系统，如图1所示。这种降能器由两块包含若干楔形体的石墨块构成，两块石墨快可相对移动，从而改变束流路径上的石墨厚度，达到改变束流能量的目的；通过降能器后的束流流强基本不变，而束流品质，发射度与散射角要变大，这种降能器可以在80
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100ms内使束流路径上的石墨厚度改变5mm，适用于快速点扫描治疗和移动靶体用的体积重复扫描法，但是这种降能器仅适用于低流强、高能量的质子及重离子，粒子单核能一般在100MeV以上束流的能量调节，并不适用于对加速器引出的能量较低的粒子束流的能量调节，例如：在乏燃料辐照萃取实验中需将加速器引出的30MeV的束流能量降低到萃取实验能量要求4
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7MeV。
[0003]土耳其原子能研究院质子加速器设施研发室(TAEA PAF)建造的真空完全自动化辐照系统，可使流强低至皮安量级的质子束流能量在2
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30MeV之间进行调节，其中的能量降低系统可让从回旋加速器引出的能量在15<br/>‑
30MeV之间的质子束流能量降低至2MeV，如图2所示。该系统包括一个用来作为束流垃圾桶并测量质子束流强的法拉第杯，5个箔片夹持器可容纳不同厚度和材料的准直器和薄膜，以获得特定的束流能量，铝支架上箔的有效面积为16cm2，系统易于安装和更换，五个箔片夹持器和法拉第杯可以通过独立控制的气动活塞拔出或推进到束流传输路径上，但是降能器只适用于流强低至皮安的束流的能量调节，适用范围窄；随着流强增大，沉积在降能器薄膜中的热功率越大，薄膜就无法正常工作，进而导致降能器无法工作；所以现在急需开发出一种能够对高流强束流进行调节，且适用范围宽的降能器。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种适用于高功率束流的薄膜降能器，尤其适用于百瓦量级功率束流，以解决在现有技术的降能器中，随着流强增大，降能器热负载过大无法正常工作等问题。
[0005]为了实现上述目的，本技术采用的技术方案为：
[0006]一种适用于高功率束流的薄膜降能器，包括真空管，位于所述真空管内部、且内部中空的铜底座，环绕安装在所述铜底座内部的冷却水装置，设置在铜底座内部的薄膜，和设置在所述真空管管壁上、支撑固定所述铜底座的支撑基座，所述铜底座与所述真空管同轴
设置。
[0007]优选的，所述冷却水装置包括环绕在所述铜底座壁内部的环绕水管、和与所述环绕水管连通的进水管和出水管，所述进水管和水管另一端穿过所述支撑基座延伸至所述真空管外。
[0008]优选的，所述铜底座中空的部分为“T”形中空结构，所述“T”形中空结构包括上中空结构和下中空结构，所述薄膜设置在上中空结构中。
[0009]优选的，所述薄膜通过螺套压盖固定安装在所述铜底座内部。
[0010]优选的，所述螺套压盖包括同轴连接的上盖和下盖、以及贯穿所述上盖和下盖中心的通孔。
[0011]优选的，所述上盖半径大于上中空结构的半径，所述下盖半径与上中空结构的半径相同，所述通孔半径与下中空结构半径相同。
[0012]优选的，所述螺套压盖与所述薄膜之间设置有垫片，所述垫片为环形结构，且其内半径小于或等于下中空结构半径。
[0013]优选的，所述薄膜为金刚石薄膜。
[0014]优选的，所述支撑基座由铜或铜合金制成。
[0015]优选的，所述真空管两端连接有法兰。
[0016]与现有技术相比，本技术的优点在于：
[0017]1、本技术通过在设置铜底座内部设置冷却水装置，能够跟设置在铜底座内的薄膜进行热交换，吸收沉积在薄膜中的热量，降低薄膜的热负载，使薄膜能够正常工作，进而保证在高功率束流下降能器的正常使用；
[0018]2、本技术通过在铜底座上设置与其形状相适配的螺套压盖，并通过螺套压盖将薄膜固定压紧在铜底座的内壁上，保证了薄膜与铜底座内壁紧密接触，也方便人工更换薄膜；
[0019]3、本技术通过采用各项性能优异的金刚石薄膜，使得从降能器中引出的束流传输更加稳定，束流发射度增长更小，束流散角变化更小，束流能量更集中，能散更小；
[0020]4、本技术通过在螺套压盖与薄膜之间设置垫片，避免因螺套压盖的挤压造成薄膜的损坏，对薄膜起到保护作用；
[0021]5、本技术通过在真空管两端设置法兰，便于将降能器进行真空密封，也方便与其他装置连接并保证和人工更换薄膜。
附图说明
[0022]图1为现有技术中的多楔型结构降能系统结构示意图；
[0023]图2为现有技术中的真空完全自动化辐照系统中的能量降低系统结构示意图；
[0024]图3为一种适用于高功率束流的薄膜降能器的纵截面剖视图；
[0025]图4为一种适用于高功率束流的薄膜降能器的纵横截面剖视图；
[0026]图5为一种适用于高功率束流的薄膜降能器的冷却水装置示意图；
[0027]图6为一种适用于高功率束流的薄膜降能器的铜底座示意图；
[0028]图7为一种适用于高功率束流的薄膜降能器的螺套压盖示意图；
[0029]图8为一种适用于高功率束流的薄膜降能器的外部结构示意图；
[0030]附图标记：1
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真空管、2
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铜底座、3
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冷却水装置、4
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薄膜、5
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支撑基座、6
‑
环绕水管、7
‑
进水管、8
‑
出水管、9
‑“
T”形中空结构、10
‑
螺套压盖、11
‑
上盖、12
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下盖、13
‑
通孔、14
‑
法兰。
具体实施方式
[0031]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0032]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0033]在本技术的描本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于高功率束流的薄膜降能器，其特征在于：包括真空管(1)，位于所述真空管(1)内部、且内部中空的铜底座(2)，环绕安装在所述铜底座(2)内部的冷却水装置(3)，设置在铜底座(2)内部的薄膜(4)，和设置在所述真空管(1)管壁上、支撑固定所述铜底座(2)的支撑基座(5)，所述铜底座(2)与所述真空管(1)同轴设置。2.根据权利要求1所述的一种适用于高功率束流的薄膜降能器，其特征在于：所述冷却水装置(3)包括环绕在所述铜底座(2)壁内部的环绕水管(6)、和与所述环绕水管(6)连通的进水管(7)和出水管(8)，所述进水管(7)和出水管(8)另一端穿过所述支撑基座(5)延伸至所述真空管(1)外。3.根据权利要求1所述的一种适用于高功率束流的薄膜降能器，其特征在于：所述铜底座(2)中空的部分为“T”形中空结构(9)，所述“T”形中空结构(9)包括上中空结构和下中空结构，所述薄膜(4)设置在上中空结构中。4.根据权利要求3所述的一种适用于高功率束流的薄膜降能器，其特征在于：所述薄膜(4)通过螺套压盖(10)固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：李智慧，陈伟，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：新型
国别省市：