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2.5MeV行波加速管设计

原子能科学技术 2022年第12期56卷 2581-2586页

作者：王博杨京鹤杨誉曾自强中国原子能科学研究院核技术综合研究所北京102413

2.5 MeV废水处理加速器以1.5 MW的速调管为微波功率源,在加速管入口处提供不低于1.3 MW的微波功率,在长约76 cm的行波加速管中将电子束加速到2.5 MeV/5 kW。加速器工作频率为S波段2 856 MHz。文本介绍了加速管的物理设计,采用数值计算... 详细信息

2.5 MeV废水处理加速器以1.5 MW的速调管为微波功率源,在加速管入口处提供不低于1.3 MW的微波功率,在长约76 cm的行波加速管中将电子束加速到2.5 MeV/5 kW。加速器工作频率为S波段2 856 MHz。文本介绍了加速管的物理设计,采用数值计算方法完成了加速管束流动力学设计,并用PARMELA进行了验证计算,得到了较好的一致性。建立了加速管射频结构模型,完成了加速腔、耦合器的计算和场分布调整,优化后加速管在工作点驻波比为1.01,驻波比小于1.2的带宽约为2 MHz。

关键词：行波加速管束流动力学射频结构耦合器场分布

keV/MeV能量可切换加速结构设计与调配

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原子能科学技术 2022年第S1期56卷 279-286页

作者：杨誉杨京鹤韩广文王常强秦成崔爱军朱志斌中国原子能科学研究院核技术综合研究所北京102413

电子直线加速器广泛应用于无损检测及放射治疗领域,能量大范围可调有利于实现物质识别和精准放射治疗。本文介绍一支keV/MeV能量可切换驻波加速管的设计与调配。该加速管采用双周期边耦合结构,工作频率为2998 MHz。经过优化设计,整管由... 详细信息

电子直线加速器广泛应用于无损检测及放射治疗领域,能量大范围可调有利于实现物质识别和精准放射治疗。本文介绍一支keV/MeV能量可切换驻波加速管的设计与调配。该加速管采用双周期边耦合结构,工作频率为2998 MHz。经过优化设计,整管由2个聚束腔和5个加速腔构成,通过在边耦合腔中使用能量开关调变加速电场分布,从而实现450 keV、6 MeV两档能量的切换输出。经过精密加工及整管测试调配,实现了高低两档束流能量所需的电场分布可调,验证了设计的合理性。

关键词：驻波加速管能量开关直线加速器

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C波段6MeV轴耦合驻波加速管的研制

原子能科学技术 2022年第12期56卷 2773-2779页

作者：杨誉杨京鹤余国龙韩广文吕约澎王博崔爱军吴青峰王常强范雨轩朱志斌中国原子能科学研究院核技术综合研究所北京102413

为发展紧凑型电子直线加速器,本文研制了一支C波段轴耦合驻波加速管。该加速管包括3个聚束腔单元和9个均匀加速腔单元,总长度约284 mm。根据射频相位聚焦原理进行了初步物理设计,并对整管腔链进行等效电路分析及仿真优化,从而确定了尺... 详细信息

为发展紧凑型电子直线加速器,本文研制了一支C波段轴耦合驻波加速管。该加速管包括3个聚束腔单元和9个均匀加速腔单元,总长度约284 mm。根据射频相位聚焦原理进行了初步物理设计,并对整管腔链进行等效电路分析及仿真优化,从而确定了尺寸参数,最后进行了冷测调配及高功率出束实验。基于该流程研发了C波段驻波加速管,其工作频率为5 713.6 MHz,束流能量可达6 MeV,脉冲流强为84.5 mA。

关键词： C波段驻波加速管轴耦合

电子直线加速器串联谐振充电电源的设计与实现

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原子能科学技术 2014年第7期48卷 1296-1299页

作者：杨京鹤张立锋王国宝中国原子能科学研究院核技术应用研究所北京102413

电子直线加速器一般使用线型脉冲调制器作为脉冲电源。在脉冲调制器充电系统中,使用LC串联谐振充电技术为脉冲形成网络(PFN)充电可提高效率并减小体积,是大功率线型脉冲调制器的发展方向之一。本工作基于串联谐振充电技术的基本原理,设... 详细信息

电子直线加速器一般使用线型脉冲调制器作为脉冲电源。在脉冲调制器充电系统中,使用LC串联谐振充电技术为脉冲形成网络(PFN)充电可提高效率并减小体积,是大功率线型脉冲调制器的发展方向之一。本工作基于串联谐振充电技术的基本原理,设计并制造了1台脉冲调制器样机,结合实测波形和工程应用,提出了改善稳定度的方法。测量结果表明,脉冲调制器样机的设计方案正确,实现了设计指标。

关键词：串联谐振恒流充电电子直线加速器

盘荷波导行波电子直线加速结构功率效率的优化

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原子能科学技术 2014年第S1期48卷 696-699页

作者：杨京鹤李金海李春光中国原子能科学研究院核技术应用研究所北京102413

盘荷波导行波结构(TWS)是电子加速器中重要的加速结构,在科学研究和工业生产中得到了较为广泛的应用。在对该加速结构进行设计时,加速结构的功率效率是一重要指标,对工程造价和商业运行的经济性具有重要影响。本文对TWS关键参数指标与... 详细信息

盘荷波导行波结构(TWS)是电子加速器中重要的加速结构,在科学研究和工业生产中得到了较为广泛的应用。在对该加速结构进行设计时,加速结构的功率效率是一重要指标,对工程造价和商业运行的经济性具有重要影响。本文对TWS关键参数指标与功率效率的关系进行了研究,使设计优化TWS的工作快速有效,为TWS的优化设计提供了依据和方向。通过与相关实验结果对照,验证了分析结论的正确性,结果具有一定的工程指导意义。

关键词：盘荷波导行波结构功率效率电子直线加速器

基于电子直线加速器的空间电子环境地面模拟用电子源设计与实现

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原子能科学技术 2022年第9期56卷 1794-1800页

作者：杨京鹤余国龙佟迅华杨誉窦玉玲陈义珍张卫东王常强李金海朱志斌曾自强王国宝中国原子能科学研究院核技术综合研究所北京102413

空间电子环境地面模拟装置由1台电子直线加速器提供能量1~5 MeV范围内的电子,后续束流传输系统将电子束进行扩束处理。较大的能量范围对加速器的设计与运行条件提出了较高要求。本文主要阐述了该加速器的设计与实现过程,综合考虑了能量... 详细信息

空间电子环境地面模拟装置由1台电子直线加速器提供能量1~5 MeV范围内的电子,后续束流传输系统将电子束进行扩束处理。较大的能量范围对加速器的设计与运行条件提出了较高要求。本文主要阐述了该加速器的设计与实现过程,综合考虑了能量开关技术和束流负载效应,通过研究不同条件下的耦合度参数特性确定了加速管耦合度,分析提出了磁控管输出参数并进行了实验研究。加速器实验测试结果表明,电子束能量参数达到指标要求,为模拟装置提供了有效可靠的电子源。

关键词：空间电子环境地面模拟装置加速管能量开关束流负载

应用型电子直线加速器用C波段大功率速调管物理设计

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原子能科学技术 2023年第S1期57卷 289-296页

作者：杨誉杨京鹤王常强范雨轩刘秀莹韩广文崔爱军吕约澎王国宝吴青峰张立锋朱志斌中国原子能科学研究院核技术综合研究所北京102413

为满足C波段直线加速器功率源要求,本文设计了一支C波段大功率速调管。该速调管主要由电子光学系统、注-波互作用段及收集极构成,利用EGUN程序及一维、二维大信号计算程序等对各部分开展迭代优化后,对整管进行模拟仿真计算,最终完成了... 详细信息

为满足C波段直线加速器功率源要求,本文设计了一支C波段大功率速调管。该速调管主要由电子光学系统、注-波互作用段及收集极构成,利用EGUN程序及一维、二维大信号计算程序等对各部分开展迭代优化后,对整管进行模拟仿真计算,最终完成了一支工作频率为5712 MHz、由6个谐振腔组成的大功率速调管物理设计。仿真结果表明,在工作电压120 kV、工作电流83.3 A条件下,输入功率为100 W时,该速调管得到了4.65 MW稳定输出功率,效率达到46.5%,增益达到46.7 dB。

关键词： C波段速调管直线加速器

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边耦合腔直线加速器的冷却结构设计与热分析

原子能科学技术 2014年第S1期48卷 700-703页

作者：李春光李金海杨京鹤曾自强中国原子能科学研究院核技术应用研究所北京102413

采用理论计算与ANSYS仿真相结合的方法,针对一种工作频率为975MHz,平均电场强度为3.7MV/m,加速质子能量范围从80MeV至300MeV的边耦合腔直线加速器的加速腔,进行了散热结构的设计。通过理论计算确定了冷却结构的基本尺寸,然后采用ANSYS... 详细信息

采用理论计算与ANSYS仿真相结合的方法,针对一种工作频率为975MHz,平均电场强度为3.7MV/m,加速质子能量范围从80MeV至300MeV的边耦合腔直线加速器的加速腔,进行了散热结构的设计。通过理论计算确定了冷却结构的基本尺寸,然后采用ANSYS进行了热-结构-高频多场耦合仿真。得到了该冷却结构下的频移为-0.427MHz,频移对温度的敏感度为9.93kHz/℃,均处于可控范围内。该设计方法和流程可用于其他类型的谐振腔冷却结构的设计。

关键词：热分析多场耦合冷却结构边耦合腔直线加速器

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高能电子单粒子效应模拟实验研究

原子能科学技术 2019年第2期53卷 209-213页

作者：许北燕郭刚曾自强杨京鹤韩金华中国原子能科学研究院核技术应用研究所北京102413 中国原子能科学研究院核物理研究所北京102413

本文基于2 MeV自屏蔽电子加速器和10 MeV电子直线加速器,开展了电子单粒子效应实验研究,并分析了其机理。在保持入射电子能量不变的情况下,在±20%范围内改变器件的工作电压进行了单粒子翻转实验。实验结果表明:45 nm SRAM(额定工作电压... 详细信息

本文基于2 MeV自屏蔽电子加速器和10 MeV电子直线加速器,开展了电子单粒子效应实验研究,并分析了其机理。在保持入射电子能量不变的情况下,在±20%范围内改变器件的工作电压进行了单粒子翻转实验。实验结果表明:45 nm SRAM(额定工作电压1.5 V)芯片在电子直线加速器产生的高能电子照射下能产生明显的单粒子翻转,单粒子翻转截面随入射电子能量的变化趋势与文献数据相符合;电子引起的单粒子翻转截面随器件工作电压的变化趋势与理论预期一致,即工作电压越小,单粒子翻转临界电荷越小,翻转截面也越高。

关键词：高能电子单粒子效应电子加速器