發(fā)布時間：2022-01-11 06:54

　　電子直線加速器在醫(yī)學(xué)、工業(yè)和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用價值。電子槍和加速管是電子直線加速器的關(guān)鍵部件,電子槍產(chǎn)生的電子束注入加速管后會進行加速,注入電子的捕獲率對加速器的輸出功率有重要影響。本文對熱陰極電子槍與行波加速管中的電子束運動過程展開研究,完成了一臺高捕獲率的電子直線加速器的物理設(shè)計。而且輸出束流的能散度較好,在工業(yè)輻照領(lǐng)域具有一定應(yīng)用價值。為了使電子槍出口處束流參數(shù)滿足加速結(jié)構(gòu)的要求,本文利用電子槍仿真軟件,基于經(jīng)典的皮爾斯電子槍模型,完成一臺45keV的熱陰極直流電子槍的物理設(shè)計。仿真結(jié)果顯示,該電子槍的聚焦效果和層流性均較好。在加速結(jié)構(gòu)的設(shè)計中,基于束流動力學(xué),提出了一種變相速、變場強的加速結(jié)構(gòu),編寫了加速管中粒子縱向運動的MATLAB計算程序,驗證了高捕獲率加速結(jié)構(gòu)的可行性,并初步完成了加速結(jié)構(gòu)的相速及場強的分布設(shè)計。在束流動力學(xué)計算結(jié)果的基礎(chǔ)上,完成了加速管的聚焦系統(tǒng)的設(shè)計。利用高頻電磁仿真軟件完成加速管各個腔體的設(shè)計,并利用束流仿真軟件PARMELA對該加速管的加速性能進行檢驗,結(jié)果與加速結(jié)構(gòu)的理論計算相一致,表明該加速管設(shè)計是可行的。最后基于工程實際完成了聚焦線圈水冷... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

EuropeanXFEL裝置示意圖

圖 1-1 European XFEL 裝置示意圖K 的緊湊型能量回收型加速器(Compact Energy Recovery Lin加速器工作方式不同，加速后的電子束經(jīng)過利用后，經(jīng)過減速電子會回到加速管的首端，再次加速，實現(xiàn)大部分加速電子的如圖 1-2 所示，從能量的角度來說，cERL 是一種理想的直年建成并開始運行調(diào)試。為了獲得超高亮度而且發(fā)射度較小的源采用光陰極電子槍，電子束亮度達到 105A/sr/m2，電子束出電子束從電子槍射出后，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)段進入加速管。為了避免加品質(zhì)造成的影響，cERL 的加速管采用工作頻率為 1.3GHz 的度 15MV/m，能將電子束能量加速到 35MeV。實驗證明 cE，為今后 3GeV 的 ERL 的建設(shè)提供了基礎(chǔ)。

圖 2-5 盤荷波導(dǎo)結(jié)構(gòu)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，可以看作多個圓柱腔之間的耦合的結(jié)構(gòu)，而最在TM 模式下的場分量表達式為： ( ) ( ) ( ) ′( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ′( ) ( ) ( ) ； ；( ) ( ) 腔中的場分布可以看成是沿著圓柱波導(dǎo)正向和反向相互

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]緊湊型亞毫米波FEL預(yù)注入器關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 胡桐寧.華中科技大學(xué) 2013
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碩士論文
[1]一種微波柵控直流電子槍初步物理設(shè)計[D]. 謝應(yīng)猛.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
[2]用于產(chǎn)生THz波的15MeV Linac初步物理設(shè)計[D]. 喻嬌.華中科技大學(xué) 2007
[3]S波段加速結(jié)構(gòu)與粒子動力學(xué)設(shè)計研究[D]. 劉華昌.中國原子能科學(xué)研究院 2006



本文編號：3582318