[发明专利]直流带电粒子加速器、利用直流电压加速带电粒子的方法及用于与其一起使用的高压电源装置

权利要求书

1.一种直流带电粒子加速器，其包含：

包括端电极和至少N-1个中间电极的加速器电极，所述加速器电极限定在相邻所述电极对之间的至少N个加速隙，其中N至少是三；

和具有N对输出线的调节的直流高压电源装置，所述N对输出线连接至限定所述N个加速隙的所述加速器电极的各个相邻电极对，所述调节的直流高压电源装置可工作以在所述N对输出线上提供N个调节的高压直流输出电压，从而提供跨所述N个加速隙的间隙电压，所述N个调节的高压直流输出电压互相电隔离。

2.根据权利要求1所述的直流带电粒子加速器，其中所述调节的直流高压电源装置可工作以提供具有共同的值（V_gap）的所述N个调节的输出电压。

3.根据权利要求1所述的直流带电粒子加速器，其中所述调节的直流高压电源装置包含：

N个直流电压发生器，其互相直流隔离，每个所述电压发生器具有所述N对输出线中的各自一对，且布置为从递送至所述电压发生器的输入电力产生所述N个调节的高压直流输出电压中的各自一个；

和直流隔离电递送装置，其布置为将所述输入电力递送至所述N个电压发生器，同时保持所述电压发生器之间的直流隔离。

4.根据权利要求3所述的直流带电粒子加速器，其中所述N个直流电压发生器包含N个直流高压电源部件，所述部件从未调节的输入电力提供所述调节的高压直流输出。

5.根据权利要求4所述的直流带电粒子加速器，其中所述直流隔离电递送装置包含用于将交流电作为所述未调节的输入电力递送至各自的所述直流高压电源部件的N个交流发电机。

6.根据权利要求5所述的直流带电粒子加速器，其中每个所述交流发电机包含具有至少一个定子绕组的定子和承载至少一个转子磁铁以在所述定子中产生旋转磁场以在所述定子绕组中感生交流电流从而提供所述交流电的转子。

7.根据权利要求6所述的直流带电粒子加速器，其中至少两个所述交流发电机的所述定子轴向对齐；

并且所述直流隔离电递送装置包含承载沿着所述轴轴向间隔的所述至少两个交流发电机的所述转子的至少一个共同的转子轴和被连接以使所述共同的转子轴旋转的电动机。

8.根据权利要求7所述的直流带电粒子加速器，其中所述共同的转子轴提供由所述转子轴承载的每个所述转子的电隔离。

9.根据权利要求8所述的直流带电粒子加速器，其中所述共同的轴是由电绝缘材料形成的。

10.根据权利要求7所述的直流带电粒子加速器，其中所述直流隔离电递送装置进一步包含定子管，所述定子管承载沿着所述定子管轴向间隔的轴向对齐的所述定子，所述共同的转子轴被安装用于在所述定子管内旋转。

11.根据权利要求10所述的直流带电粒子加速器，其中所述定子管提供由所述定子管承载的每个所述定子的电隔离。

12.根据权利要求11所述的直流带电粒子加速器，其中所述定子管是由电绝缘材料形成的。

13.根据权利要求7所述的直流带电粒子加速器，其中所述交流发电机以至少两个组布置，每组中的所述交流发电机的所述定子轴向对齐；

并且所述直流隔离电递送装置包含用于每组交流发电机的一个所述共同的转子轴。

14.根据权利要求13所述的直流带电粒子加速器，其中所述直流隔离电递送装置包含被连接以使每个所述共同的转子轴旋转的各自的所述电动机。

15.根据权利要求7所述的直流带电粒子加速器，其中所述直流加速器是具有包含所述加速器电极的伸长加速器管的线性加速器，从而限定带电粒子通过所述加速器的线性加速路径；

且所述至少一个共同的转子轴与所述加速器管并排安装并平行于所述加速路径对齐。

16.根据权利要求15所述的直流带电粒子加速器，

其中所述交流发电机以三个组布置，每组中的所述交流发电机的所述定子轴向对齐；

其中所述直流隔离电递送装置包含用于每组交流发电机的一个所述共同的转子轴；

且其中平行于所述加速路径对齐的所述三个共同的转子轴围绕所述加速器管对称地定位。