射频直线加速器以及直线加速器系统

本技术涉及高频加速结构，特别涉及一种射频直线加速器以及直线加速器系统。

背景技术：

1、漂移管型直线加速器(dtl)是一种常用的直线加速器类型，其关键结构是具有特定间隙长度、特定内外径的空心圆柱。相邻的两个空心圆柱在间隙中具有射频电场用于质子或重离子的加速。这种结构产生的加速电场产生的横向聚焦作用太小，几乎可以忽略不计。常用的圆柱形漂移管结构不能区分水平方向和垂直方向的电聚焦作用力，使水平方向和垂直方向束流动力学发生耦合作用，不利于束流动力学品质的提升。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本实用新型提供一种射频直线加速器以及直线加速器系统，从根本上突破现有圆柱形漂移管的基本结构，能够分离水平和垂直方向的电聚焦力，使束流动力学过程简明清晰。

2、为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：

3、一种射频直线加速器，包括：

4、射频加速腔，所述射频加速腔沿入射粒子束的前进方向设置有纵向加速段以及横向加速段；

5、纵向电极组，所述纵向电极组对应设置在所述纵向加速段内，所述纵向电极组包括两个纵向电极板，两个所述纵向电极板对向设置在所述粒子束前进方向的两侧，所述纵向电极组对所述粒子束进行纵向聚焦；

6、横向电极组，所述横向电极组对应设置在所述横向加速段内，所述横向电极组包括两个横向电极板，两个所述横向电极板对向设置在所述粒子束前进方向的两侧，所述横向电极组对所述粒子束进行横向聚焦；

7、组装支架，所述纵向电极组以及所述横向电极组均安装在所述组装支架上。

8、在其中一个实施例中，所述纵向加速段以及所述横向加速段均设置有若干个，且所述纵向加速段与所述横向加速段呈间隔式分布。

9、在其中一个实施例中，所述纵向电极板与所述横向电极板间隔式均布。

10、在其中一个实施例中，所述组装支架包括横梁以及支杆；

11、所述横梁沿所述射频加速腔的周向均布有4根；

12、所述支杆的数量以及位置均与所述纵向电极板以及所述横向电极板对应设置，所述支杆的一端均与所述横梁连接，另一端向所述射频加速腔的轴心方向延伸，并与所述纵向电极板或所述横向电极板连接。

13、在其中一个实施例中，所述支杆与所述横梁可拆卸连接。

14、在其中一个实施例中，所述支杆与所述横梁螺纹连接。

15、在其中一个实施例中，所述射频加速腔沿入射粒子束的前进方向还设置有组合加速段；

16、所述组合加速段内对应设置有组合电极组，所述组合电极组包括两个对向设置第一电极以及两个对向设置的第二电极，所述第一电极与所述第二电极呈垂直设置；所述组合电极组安装在所述组装支架上；

17、所述组合电极组对所述粒子束进行纵向以及横向聚焦。

18、在其中一个实施例中，所述组合加速段设置在所述纵向加速段与所述横向加速段的中部。

19、在其中一个实施例中，依序设置的所述纵向加速段、所述组合加速段以及所述横向加速段组合形成一个聚焦周期；

20、所述射频加速腔沿入射粒子束的前进方向设置有若干个所述聚焦周期。

21、本申请还提供了一种直线加速器系统，包括上述方案所述的射频直线加速器。

22、本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

23、本加速器整体将通过纵向加速段以及横向加速段，对射频加速腔内的粒子束进行纵向方向上的聚焦以及横向方向上的聚焦，其中，因纵向电极组以及横向电极组呈分体设置，采用本实用新型结构，可使水平方向和垂直方向的电聚焦功能分离，即在单个加速单元中仅存在水平电聚焦力或者垂直电聚焦力的二者之一，不会同时存在，弱化了束流在两个方向的耦合作用，有助于提高单位加速结构中水平方向和垂直方向的相移，从根本上突破现有圆柱形漂移管的基本结构，能够分离水平和垂直方向的电聚焦力，使束流动力学过程简明清晰。

技术特征：

1.一种射频直线加速器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的射频直线加速器，其特征在于，所述纵向加速段以及所述横向加速段均设置有若干个，且所述纵向加速段与所述横向加速段呈间隔式分布。

3.根据权利要求1或2所述的射频直线加速器，其特征在于，所述纵向电极板与所述横向电极板间隔式均布。

4.根据权利要求1或2所述的射频直线加速器，其特征在于，所述组装支架包括横梁以及支杆；

5.根据权利要求4所述的射频直线加速器，其特征在于，所述支杆与所述横梁可拆卸连接。

6.根据权利要求5所述的射频直线加速器，其特征在于，所述支杆与所述横梁螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的射频直线加速器，其特征在于，所述射频加速腔沿入射粒子束的前进方向还设置有组合加速段；

8.根据权利要求7所述的射频直线加速器，其特征在于，所述组合加速段设置在所述纵向加速段与所述横向加速段的中部。

9.根据权利要求8所述的射频直线加速器，其特征在于，依序设置的所述纵向加速段、所述组合加速段以及所述横向加速段组合形成一个聚焦周期；

10.一种直线加速器系统，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的射频直线加速器。

技术总结
本技术涉及一种射频直线加速器以及直线加速器系统，射频直线加速器包括射频加速腔、纵向电极组、横向电极组以及组装支架，其中，射频加速腔沿入射粒子束的前进方向设置有纵向加速段以及横向加速段。纵向电极组包括两个纵向电极板，纵向电极组对粒子束进行纵向聚焦。横向电极组对应设置在横向加速段内，横向电极组包括两个横向电极板，横向电极组对粒子束进行横向聚焦。组装支架为结构安装部件，纵向电极组以及横向电极组均安装在组装支架上。加速器对射频加速腔内的粒子束进行纵向方向上的聚焦以及横向方向上的聚焦，有助于提高单位加速结构中水平方向和垂直方向的相移，能够分离水平和垂直方向的电聚焦力，使束流动力学过程简明清晰。

技术研发人员：殷学军,杜衡,夏佳文,杨建成,李钟汕,杨雅清,许哲,胡正国,徐瑚珊
受保护的技术使用者：中国科学院近代物理研究所
技术研发日：20230411
技术公布日：2024/1/14