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(jià)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(huì)進(jìn)行加速,注入電子的捕獲率對(duì)加速器的輸出功率有重要影響。本文對(duì)熱陰極電子槍與行波加速管中的電子束運(yùn)動(dòng)過(guò)程展開(kāi)研究,完成了一臺(tái)高捕獲率的電子直線加速器的物理設(shè)計(jì)。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(jià)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(tái)45keV的熱陰極直流電子槍的物理設(shè)計(jì)。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(jì)中,基于束流動(dòng)力學(xué),提出了一種變相速、變場(chǎng)強(qiáng)的加速結(jié)構(gòu),編寫(xiě)了加速管中粒子縱向運(yùn)動(dòng)的MATLAB計(jì)算程序,驗(yàn)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(chǎng)強(qiáng)的分布設(shè)計(jì)。在束流動(dòng)力學(xué)計(jì)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(jì)。利用高頻電磁仿真軟件完成加速管各個(gè)腔體的設(shè)計(jì),并利用束流仿真軟件PARMELA對(duì)該加速管的加速性能進(jìn)行檢驗(yàn),結(jié)果與加速結(jié)構(gòu)的理論計(jì)算相一致,表明該加速管設(shè)計(jì)是可行的。最后基于工程實(shí)際完成了聚焦線圈水冷... 

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【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(guò)利用后，經(jīng)過(guò)減速電子會(huì)回到加速管的首端，再次加速，實(shí)現(xiàn)大部分加速電子的如圖 1-2 所示，從能量的角度來(lái)說(shuō)，cERL 是一種理想的直年建成并開(kāi)始運(yùn)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(dá)到 105A/sr/m2，電子束出電子束從電子槍射出后，經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)段進(jìn)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(shí)驗(yàn)證明 cE，為今后 3GeV 的 ERL 的建設(shè)提供了基礎(chǔ)。

圖 2-5 盤(pán)荷波導(dǎo)結(jié)構(gòu)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，可以看作多個(gè)圓柱腔之間的耦合的結(jié)構(gòu)，而最在TM 模式下的場(chǎng)分量表達(dá)式為： ( ) ( ) ( ) ′( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ′( ) ( ) ( ) ； ；( ) ( ) 腔中的場(chǎng)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(xiàn)】：
期刊論文
[1]大連極紫外相干光源[J]. 余永,李欽明,楊家岳,王光磊,史磊,丁洪利,陶凱,湯振興,賀志剛,陳志超,田宇歡,戴東旭,吳國(guó)榮,張未卿,楊學(xué)明,馮超,陳思,王震,谷端,陳杰,劉曉慶,蘭太和,馮冽,張文艷,鐘少鵬,張俊強(qiáng),李林,肖誠(chéng)成,李昊,趙歡,陳廣花,朱海君,丁建國(guó),黃毛毛,張偉,賴龍偉,楊夫彬,王光宏,相升旺,胡曉,劉以勇,孫森,高飛,蔣志強(qiáng),周孝軒,劉永芳,吳勇華,陳志豪,王銳萍,黃大章,張猛,鄧海嘯,李賓,林國(guó)強(qiáng),俞路陽(yáng),閻映炳,閻山川,夏曉彬,周巧根,劉波,顧強(qiáng),谷鳴,方國(guó)平,冷用斌,殷立新,王東,趙振堂.  中國(guó)激光. 2019(01)
[2]低煙無(wú)鹵電纜輻照交聯(lián)影響因素的探討[J]. 鮑艷鵬,李世欣,潘茂龍,宋懷旭,王秀玉.  電線電纜. 2018(02)
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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
[2]S波段電子直線加速器高功率同軸負(fù)載的研究[D]. 孫袁.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011

碩士論文
[1]一種微波柵控直流電子槍初步物理設(shè)計(jì)[D]. 謝應(yīng)猛.中國(guó)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(jì)[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(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)研究[D]. 劉華昌.中國(guó)原子能科學(xué)研究院 2006



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