[发明专利]一种超导质子回旋加速器束流偏转装置

说明书

技术领域

本发明属于回旋加速器设计领域，具体涉及一种适用于200MeV超导质子回旋加速器束流引出的束流偏转装置。

背景技术

超导质子回旋加速器在核医学、核物理基础研究等领域有广泛的应用。与常温回旋加速器比较，超导质子回旋加速器具有结构紧凑，运行功率损耗小的优点。其中，束流引出区域的束流偏转装置是此类加速器的关键部件之一。由于空间的限制，在超导质子加速器中，所用的束流偏转装置多采用静电偏转方法。束流引出的静电偏转方法是采用静电偏转电压对束流施加向外的作用力，使束流脱离加速区进入边缘场区域，边缘磁场快速下降，导致束流偏转入引出磁通道内。

超导质子回旋加速器中磁极间隙很小，束流偏转装置布置在磁极谷区区域，由于空间尺寸限制，且静电高压一般在60-100kV左右,束流偏转装置在此电压情况下及易发生打火击穿现象，这就要求保证绝缘子的爬电距离，并保持束流偏转装置工作环境的真空度。超导质子回旋加速器束流发生偏转时，束流切割板处有较大热沉积，因此需要设计抑制热沉积的结构，防止束流切割板损坏带来的加速器运行异常事故的发生。

发明内容

针对超导质子回旋加速器中束流引出的问题，本发明提供一种超导质子回旋加速器束流偏转装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种超导质子回旋加速器束流偏转装置，包括由接地外壳、束流切割板、外束流切割板夹持环、内束流切割板夹持环围拢成的空间，在所述空间内设有高压电极，所述高压电极通过绝缘子固定接地外壳上，其特征在于：所述的绝缘子为螺旋柱状结构，每段螺旋之间的空气间隔为3-6mm，绝缘子的长度应保证爬电距离不低于25mm。

进一步，如上所述的超导质子回旋加速器束流偏转装置，其中，所述的束流切割板由外束流切割板夹持环和内束流切割板夹持环夹持，通过螺栓连接，实现固定。

更进一步，所述的束流切割板在束流入口端的厚度为0.1-0.3mm；中间部分厚度连续变化，至束流出口端的厚度为1-3mm。

进一步，如上所述的超导质子回旋加速器中可耐高压的静电偏转板，其中，所述的束流切割板在束流入口处的前60-80mm范围内，设计有正弦型缝隙，缝隙厚度为0.1-0.5mm。

进一步，如上所述的超导质子回旋加速器束流偏转装置，其中，所述的接地外壳内表面上、下侧面各设置有固定凹槽，用于高压电极发生打火污染时，可更换打火板的固定。

更进一步，所述的凹槽的深度为1-2mm。

进一步，如上所述的超导质子回旋加速器束流偏转装置，其中，所述的外束流切割板夹持环上布置有水冷回路，用于束流切割板的冷却。

进一步，如上所述的超导质子回旋加速器束流偏转装置，其中，所述的高压电极垂直于束流运动方向的截面为环形，截面的直线段的长度为12-18mm，倒角半径为5-6mm。

本发明的有益效果：本发明优化了超导质子回旋加速器中束流偏转装置的结构，设计了可更换打火板、水冷回路和抵抗束流热沉积的切割板结构可有效提高束流偏转机构的工作能力，同时可减小束流偏转机构的加工难度，降低制造成本。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明束流偏转装置的整体结构示意图；

图2为本发明束流偏转装置的横向截面图；

图3为本发明束流偏转装置的束流切割板侧视示意图。

图4为本发明束流偏转装置的束流切割板俯视示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

一种超导质子回旋加速器束流偏转装置，如图1所示，主要由接地外壳3、束流切割板7、外束流切割板夹持环6、内束流切割板夹持环5、绝缘子2和高压电极1组成。由于高电压装置在真空环境下运行可能会发生打火现象，因此，要求高压电极表面与接地金属表面保持安全距离。

其中，接地外壳3、束流切割板7、外束流切割板夹持环6、内束流切割板夹持环5围拢成一空间，在该空间内设有高压电极1，高压电极1通过绝缘子2固定接地外壳3上；

接地外壳3、外束流切割板夹持环6、内束流切割板夹持环5之间分别采用螺纹连接；束流切割板7被外束流切割板夹持环6、内束流切割板夹持环5夹持，通过螺栓连接，实现固定；