10MeV系列电子直线辐照加速器.doc
10MeV20kW大功率辐照加速器及其在食品辐照中的应用要点
返波型行波加速结构的优点
• 频率稳定性好
– 不需要AFC系统
Beam
• 微波功率反射小
– 不需要微波隔离器件
Pout
Pin
• 微波到电子束转换效率高
– 降低能耗 – 降低对调制器、速调管、脉冲变压器的功率要求
• 功率传输方向与束流运动方向相反
– 功率利用率高 – 聚束段场强低，俘获效率高
Accelerator Lab of Tsinghua University
1.2
1
实际射程 Rp=50.5 mm Ep=10.3 MeV
0.8
任意单位
0.6
0.4
0.2
0 0 图1 10 20 30 40 50
R 深度（mm）
偏分电压为22.8时电子束在聚苯乙烯材料中的 深度剂量分布曲线
Accelerator Lab of Tsinghua University
辐照应用
Accelerator Lab of Tsinghua University
10MeV/20kW大功率辐照加速 器及其在食品辐照中的应用
郑曙昕 清华大学
Accelerator Lab of Tsinghua University
目 录
• 大功率辐照加速器 • 返波型行波辐照加速器
– 特点 – 参数设计 – 调试和测试结果
控制台和水冷机组
12
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流强测量
• 脉冲宽度17s • 重复频率460Hz • 脉冲电流270mA • 平均电流2.02mA
Accelerator Lab of Tsinghua University
10MeV电子直线加速器扫描系统研制进展_任秀艳
基础和应用基础研究·强激光与加速器 103确保了微波系统稳定输出5 MW射频信号。
目前该系统已安装测试完毕并投入使用，其性能达到了10 MeV辐照加速器的技术要求。
20 10 MeV电子直线加速器扫描系统研制进展任秀艳，吕玉珠扫描系统是电子直线辐照加速器的重要组成部分，10 MeV电子直线加速器的扫描系统已加工完毕并通过验收。
1）设计指标电子束能量，W=10 MeV；偏转角度，θ=±30°；扫描宽度，D=±400 mm；扫描频率，f max=15 s－1，f min=5 s－1。
2）磁极结构磁极结构为山字型，分上下两部分，能够拆卸，便于安装真空室。
工作时，要求外加紧固夹板。
磁极面积，S=a×b=140 mm ×120 mm；磁气隙，g=48 mm。
3）磁场最大磁场，I=8 A，B max=1 529 Gs；I=6 A，B max=1 138 Gs。
磁化曲线如图1所示，线性较好。
目前，扫描磁铁已安装完成，并配合10 MeV电子直线辐照加速器开展出束调试实验。
图1 磁化曲线21 10 MeV辐照加速器恒温系统的设计与运行黄 骏恒温系统是加速器的主要辅助设备，它的作用是通过加热和制冷的方式控制水温在一定的温度范围内，以满足某些加速器负载部件恒温工作的要求。
本加速器的恒温系统只对加速管进行冷却，它主要包括水循环系统、制冷系统和控制保护系统。
水温可控制在25～35 ℃范围内，温度控制精度为±3 ℃。
由于需要冷却功率分为两种情况：在烤机状态下，功率为16 kW，正常运行情况下，为24 kW。
因此，制冷系统采用了3个室外机组共同冷却的形式，每台机组的制冷量均为10 kW，在烤机状态下，3台机组同时运行，正常工作时，则由控制程序使3台机组中的2台循环运行。
目前，该机组的运行情况良好，未出现任何故障，满足了加速器的设计要求。
10MeV20kW大功率辐照加速器及其在食品辐照中的应用要点
10MeV20kW大功率辐照加速器及其在食品辐照中的应用要点辐照加速器的工作原理是通过磁场的作用，使带电粒子以近光速的速度运动，然后通过特定的方式释放出高能量的X射线或γ射线。
这些高能辐射能够穿透物质，对其中的病毒、细菌和寄生虫等微生物进行致死或致伤处理，从而达到消毒、杀虫、杀菌和去毒的目的。
在食品辐照中，大功率辐照加速器主要有以下几个应用要点。
首先，食品辐照可以有效地杀灭食品中的微生物，包括病毒、细菌、酵母、霉菌和寄生虫等，提高食品的安全性。
通过食品辐照处理，不仅可以消灭病原菌，防止食品传染性疾病的发生，而且可以延长食品的保质期，减少食品的损失。
其次，食品辐照可以破坏食品中的酶系统，防止食品的自然降解。
这对于一些易腐食品，如肉制品、蔬菜和水果等，具有重要的应用价值。
三是，食品辐照可以防止食品变色和变味。
辐照处理后的食品，其色泽和口感与原始食品基本相同，不影响食品的感官品质。
四是，食品辐照可以用于杀灭农产品中的害虫。
例如，通过对粮食和豆类进行辐照处理，可以杀死粮食内外的害虫，减少粮食的损失。
尽管食品辐照技术在食品保鲜、食品安全等方面发挥了重要作用，但是其应用仍存在一些问题。
例如，食品辐照可能会导致食品的一些营养成分损失，如维生素C等。
此外，大功率辐照加速器的设备成本较高，这也限制了其在食品行业的广泛应用。
总的来说，10MeV20kW大功率辐照加速器在食品辐照中的应用具有广阔的前景。
随着科研技术的不断进步，人们将进一步优化辐照加速器的设备结构和工作参数，提高辐照处理的效率，降低辐照处理的成本，使食品辐照技术得到更广泛的应用。
10mev、10kw电子辐照加速器kd-_li_nac-10可行性分析报告(1)[管理资料]
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10MeV、10kW电子辐照加速器KD-LINAC-10可行性研究报告合肥中科大爱克科技有限公司自然人：自然人：2010年05月30日目录目录................................................................... 一第1章项目总论.............................................................. 四§项目背景 ............................................................... 四§项目名称............................................................. 四§项目承办单位......................................................... 四§项目主管部门......................................................... 五§项目拟建地区、地点................................................... 五§承担可行性研究工作的单位和法人代表................................... 五§研究工作依据......................................................... 八§研究工作概况......................................................... 十§可行性研究结论 ....................................................... 十二§市场预测和项目规模................................................. 十二§原材料、燃料和动力供应............................................. 十二§厂址............................................................... 十二§项目工程技术方案................................................... 十二§环境保护........................................................... 十二§工厂组织及劳动定员................................................. 十三§项目建设进度....................................................... 十三§投资估算和资金筹措................................................. 十三§存在问题及建议 ....................................................... 十四第2章项目背景和发展概况.................................................. 十六§项目提出的背景 ....................................................... 十六§国家或行业发展规划................................................. 十六§项目发起人和发起缘由............................................. 二十二第3章市场分析与建设规模................................................ 二十三§市场调查 ........................................................... 二十三§现有辐照需求调查................................................. 二十三§辐照能力调查..................................................... 二十三§替代品调查....................................................... 二十三§辐照价格调查..................................................... 二十四§市场需求预测 ....................................................... 二十四§建设规模 ........................................................... 二十五§产品销售收入预测 ................................................... 二十五第4章建设条件与厂址选择................................................ 二十七§资源 ............................................................... 二十七§资源评述......................................................... 二十七§原材料及主要辅助材料供应......................................... 二十七§建设地区的选择 ..................................................... 二十七§基础设施......................................................... 二十七§其它应考虑的因素................................................. 二十八§厂址选择 ........................................................... 二十八第5章工厂技术方案........................................................ 三十§辐照加速器装置总体工艺布局 ........................................... 三十§ KD-LINAC-10电子辐照加速器技术参数.................................... 三十§主要设备组成 ....................................................... 三十一§关键技术 ........................................................... 三十二第6章环境保护与劳动安全................................................ 三十三§项目主要污染源和污染物 ............................................. 三十三§项目拟采用的环境保护标准 ........................................... 三十三§环境监测制度的建议 ................................................. 三十四§环境影响评论结论 ................................................... 三十五§劳动保护与安全卫生 ................................................. 三十五§生产过程中职业危害因素的分析..................................... 三十五§职业安全卫生主要设施............................................. 三十五§劳动安全与职业卫生机构........................................... 三十六§消防措施和设施方案建议........................................... 三十六第7章企业组织和劳动定员................................................ 三十七§企业组织 ........................................................... 三十七§企业组织形式..................................................... 三十七§企业工作制度..................................................... 三十七§劳动定员和人员培训 ................................................. 三十七§劳动定员......................................................... 三十七§年总工资和职工年平均工资估算..................................... 三十八§人员培训及费用估算............................................... 三十八第8章项目实施进度安排.................................................. 三十九§项目实施的各阶段 ................................................... 三十九§建立项目实施管理机构............................................. 三十九§资金筹集安排..................................................... 三十九§技术获得与转让................................................... 三十九§施工和生产准备..................................................... 四十§竣工验收........................................................... 四十§项目实施进度表 ....................................................... 四十§计划进度表......................................................... 四十第9章投资估算与资金筹措................................................ 四十三§项目总投资估算 ..................................................... 四十三§编制依据......................................................... 四十三§编制方法......................................................... 四十三§估算结果......................................................... 四十三§资金筹措 ........................................................... 四十四§资金来源......................................................... 四十四§资金使用计划 ....................................................... 四十四§还款计划: .......................................................... 四十五第10章财务分析......................................................... 四十六§经济评价依据及范围 ................................................. 四十六§基础数据及参数选取 ................................................. 四十六§财务效益与费用估算 ................................................. 四十六§年辐照收入估算................................................... 四十六§辐照总成本及费用估算............................................. 四十七§利润及利润分配................................................... 四十七§财务分析 ........................................................... 四十八§财务盈利能力分析................................................. 四十八§财务清偿能力分析................................................. 四十九§财务生存能力分析................................................... 五十§不确定性分析 ......................................................... 五十§盈亏平衡分析....................................................... 五十§敏感性分析......................................................... 五十§经济评价结论 ......................................................... 五十第11章可行性研究结论与建议............................................. 五十一§结论与建议 ......................................................... 五十一§结论............................................................. 五十一§建议............................................................. 五十一第12章附件............................................................. 五十三§粮食辐照杀菌，食品、塑料辐照改性图 ................................. 五十三§世界辐照装置一览表 ................................................. 五十四§美国辐照食品一览表 ................................................. 五十六§加纳辐照食品一览表 ................................................. 五十八§南非辐照食品一览表 ................................................. 六十二§ 2MeV加速器杀炭疽菌等实验结果参数表................................. 六十五§研制的8-10MeV、3-5kW电子直线加速器辐照装置 ........................ 六十六§研制的10MeV、10kW辐照加速器 ....................................... 六十八§研制的10MeV,20kW辐照加工用加速管 .................................... 七十第1章项目总论§1.1 项目背景随着我国加入WTO，以及人民生活水平的提高，对食品的卫生要求必定要遵循国际规范。
10MeV LIA加速电压、电子束流测试
1M V 注入器的冷阴极场致发射二极管是加速器的强流电子束源, 二极管电压是由四 个加速腔电压通过阴极杆叠加后提供的。 二极管电压和总电压波形均采用无源叠加网格 进行测试。测试线路的原理图如图 3 所示。图中 CV P1 至 CV PN 是相邻的N 个加速腔的 脉冲电压测试探头, 分别通过特性阻抗为 Z0 的电缆加到叠加网格上, 叠加网络输出信号 经电缆至积分器, 积分器输出信号U ( t) 即为衰减了的N 个加速腔的叠加信号。叠加网络 中每个电阻 R S = (N - 1) Z 0 (N + 1) , 因而对各信号电缆都是匹配的, 对每个输入信号的 衰减系数为 1 N , 测试线路的输出信号可用下式表示:
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强 激 光 与 粒 子 束
第8卷
的线密度分布可表示为
k (Η) =
Ib ( t) 2Πa
Θ2 - 1 1 + Θ2 - 2Θco s(Η- Ω)
(4)
在同轴安装段中, 为了减少同轴安装段杂散电容的影响, 其波阻抗设计成与信号电缆的特 性阻抗相等。图中 R 1 为信号电缆的匹配电阻, R 2、C 2 组成积分器, 等效电路如图 1 (b)。图 中 R 3 为示波器的输入阻抗, 在设计中满足 R 3µ R 2 µ R 1 且 [R 3R 2 (R 2 + R 3) ]C 2≈ R 2C 2 µ R 1C 1, 对单位阶跃脉冲的反映可表示为
扩散原因, 这两上差分信号将以一定 的时间常数随着时间变化而逐渐趋于
零, 即电阻环上电流密度分布和电压 分布存在着均化趋势。为此, 对两个差 分波形需要加以补偿。测试线路如图 6 所示。图中 R 1 为信号电缆的始端匹配 电阻, 电缆的特性阻抗为 Z 0, R 1 = Z 0, R 2= 3Z 0, R 4µ R 3, R 4≈ Z 0。磁扩散时间 常 数 用 Σm 表 示, 若 调 节 补 偿 电 容 使 R 3C 3= Σm , 在束流偏离管道轴心不严重时有
电子加速器辐照加工简介(1)
电子加速器辐照加工简介1 辐照加工技术简介辐照加工是一项通过高能射线对物质作用所产生的生物效应、化学效应及物理效应，对物品进行杀毒、灭菌、降解有毒有害物质、改善材料性能等的高科技绿色加工技术，具有能耗低、无残留、无环境污染、加工流程简单、易于控制以及加工处理后的产品附加值高等优势，被称为人类加工技术的第三次革命，已广泛应用于农业、医疗、化工、环保、矿产等诸多领域，且正向现代科学技术前沿和新领域渗透，产生了巨大的经济效益和社会效益。
用于辐照加工的高能射线主要有两种：一种是放射性同位素（如钴-60）释放的γ射线，另一种是电子加速器产生的高能电子束。
由于放射性同位素钴-60存在残留核废料处理等诸多弊端，逐渐由电子加速器技术所替代已成为世界公认的发展方向和主流。
无论在国内还是全世界范围，辐照加工技术已经获得了广泛的应用，辐照加工产业已经颇具规模。
目前世界辐照加工产品产值每年正以20%的速度递增，如美国九十年代中期辐照加工产品产值就已超过2000亿美元，占到了美国GDP的%。
辐照加工产业在提高世界科技水平，促进经济发展，推动高新技术产业化进程中发挥了突出作用。
辐照加工技术涉及高新技术、民用非动力核技术、环境保护、新材料、农林业新技术、新能源等六个国家重点发展的技术领域，一直是国家重点扶持与鼓励发展的行业。
2006年4月，该技术列入国家《产业结构调整指导目录(2005年本)》中的重点鼓励项目；2007年1月，列入国家《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2007年度）》中优先发展的高技术产业化重点项目。
根据国家发改委的计划，我国以辐照加工作为关键技术的产业规模将保持年均15%以上的增长速度、到2015年预计达到3000亿元，并将有力带动相关领域产业的发展。
目前，辐照加工主要采用钴60作为放射源，效率低、空闲能源浪费大，特别是放射源后续处理（即核废料处理）更是世界性的严重问题。
来自国际辐照加工行业相关重要国家的一份权威报告得出如下结论：放射性同位素辐射源具有高度危险性，应尽快由无危险性技术替代。
10MeV系列电子直线辐照加速器
10MeV系列电子直线辐照加速器一、项目介绍用电子加速器产生的高能电子束照射可使一些物质产生物理、化学和生物学效应，并能有效地杀灭病菌、病毒和害虫。
这一技术已被广泛应用于工业生产中的材料改性、新材料制作、环境保护、加工生产、医疗卫生用品灭菌消毒和食品灭菌保鲜等。
它同钴源辐照一样，具有常温、无损伤、无残毒、环保、低能耗、运行操作简便、自动化程度高、适宜于大规模工业化生产等特点。
与钴源相比，其最大优点是辐照束流集中定向，能源利用充分，辐照效率高，不产生放射性废物。
随着钴源售价的飞涨、废源处理费用的上升，电子加速器辐照装置具有明显的价格和经济优势。
用能量为l0MeV的高功率电子加速器建设高能电子辐照中心，在发展辐照加工产业的同时，开展辐照工艺和辐照新领域的研究，在国内外都是一项极具挑战和开拓性的工作，具有明显的社会经济效益和不可估量的潜在价值，是目前国际上倍受关注的高科技领域之一。
主要涉及领域有：1）医疗卫生用品的辐射灭菌适用的医疗卫生用品灭菌消毒的种类很多，包括金属制品、塑料制品、棉织品、一次性使用的高分子材料医疗用品等上千种，中西药和化妆品也都可以采用辐射消毒灭菌。
辐射消毒灭菌要比常规的ETO等化学消毒法具有更多优点：辐射消毒灭菌的处理是在常温下进行的，适用于对热敏感的塑料制品、生物制品和药物。
辐射穿透能力强，杀菌均匀彻底，能够辐照密封包装物，杀死内部的微生物，延长货架寿命和储存期。
能耗低、无残留、无污染；辐射灭菌速度快，可连续作业，适合于大规模加工。
加工易于控制，一旦加工参数（剂量）确定，时间便是唯一可调因素，不像其他方法需同时控制很多因素。
2）食品辐照加工------保鲜和储存食品辐照的保藏方法与其他方法相比有许多优点：可以杀菌消毒，降低食品病原菌的污染；食品辐照的处理是在常温下进行的，特别适用于要保持原有风味的食品和含芳香性成份的食品的杀菌和消毒；能耗低，无毒物残留，无污染；辐照新鲜果蔬食品可以抑制生长发芽、杀虫灭菌、延长保鲜期，防止腐烂、减少损失。
10MeV电子直线加速器辐照控制工艺研究
(5)
由式(4)和式(5)可知传送速度vl为：
(6)
当电子束的重复频率faw一定，产品在接受辐照时， 不同的扫描频率对产品辐照的均匀性各不相同。前期我 们在该10MeV/7.5kW电子辐照加速器上，由束流脉冲频 率、扫描频率及传送带速率之间存在的关系，编写过算 法程序。程序能较直观地显示束斑的分布情况及获得覆 盖率。通过对一系列数据的分析，当扫描频率faw在6.2 时，能获得相对较良好的效果。
最佳厚度Ropt是指在均匀材料中吸收剂量等于与电 子束入射表面处的吸收剂量所对应的厚度。
根据所得的深度剂量分布曲线下降最陡（斜率最大 处）切线的趋势方程，可计算不同密度产品的实际射程 Rp、半入射值深度R50e和最佳厚度Ropt。
束条件，建立基于PLC程序的辐照控制工艺。本研究对10MeV辐照电子直线加速器的辐照工
艺研究有一定指导意义。
关键词：电子加速器；辐照工艺；剂量分布；不均匀度
中图分类号：TL503
文献标识码：A
文章编号：1009-0134(2018)07-0144-03
0 引言
电子束辐射加工技术广泛应用于热缩材料、电线电 缆、中药、医疗用品及食品加工领域。北京机械工业自 动化研究所有限公司研制的10MeV/7.5kW辐照电子直线 加速器已在用户处安装运行4年时间。因不同的辐照产 品需要不同的辐射剂量，且每种辐照产品都必须受到均 匀辐照，这就对加速器的运行参数提出了不同的限制条 件。在加速器运行过程中，通过理论计算和实验对比积 累了各种不同的产品所需要的最优参数，近期对该加速 器的束下传输系统进行优化，提高工作效率。
（1.北京机械工业自动化研究所有限公司，北京 100120；2.西北师范大学 物理与电子工程学院，兰州 730070；
10MeV20kW大功率辐照加速器及其在食品辐照中的应用
10MeV20kW大功率辐照加速器及其在食品辐照中的应用10MeV20kW大功率辐照加速器是一种高能量、高功率的电子加速器，主要用于进行电子束辐照处理。
电子束辐照技术是利用高能电子束对物质进行辐照，结构和化学性质发生改变的一种新技术。
其主要作用是杀灭微生物、病毒等有害生物，并改善食品的质量和延长保质期。
在食品加工行业中，10MeV20kW大功率辐照加速器具有广泛的应用。
首先，该加速器可以用于食品的杀菌和灭虫。
通过高能电子束的照射，可以破坏微生物细胞的DNA链，使其无法进行正常的生理活动，达到杀灭菌的目的。
同样，电子束照射也可使粮食中的害虫受到辐射损伤，失去繁殖能力，达到预防和控制粮食害虫的目的。
其次，辐照加速器还可以用于食品的贮藏和保鲜处理。
通过对食品进行辐照处理，可以延长食品的保质期，防止食品变质和腐烂。
例如，对肉类、水果、蔬菜等食品进行合适剂量的辐照，可以显著降低其腐败和霉变的可能。
此外，10MeV20kW大功率辐照加速器还可以用于食品的淀粉改性、脱氧等处理。
通过调节辐照剂量和条件，可以调控淀粉的黏度、糊化温度、溶解度等性质，提高食品的口感和质量。
同时，加速器的高能电子束还可以对食品中的氧进行脱除，防止氧化反应的发生，从而进一步加强食品的保鲜效果。
然而，食品辐照的安全性和消费者接受度问题一直是人们关注的焦点。
针对这一问题，科研人员们进行了大量的研究和实验，结果表明，合适剂量的辐照既可以有效地杀灭食品中的有害生物，又不会改变食品的营养成分和口感，而且经过辐照的食品在储存和运输过程中具有较好的稳定性和安全性。
总的来说，10MeV20kW大功率辐照加速器在食品辐照中的应用，不仅可以有效提高食品的安全性和保质时间，还可以改良食品的性质和质量，以满足人们日益增长的食品需求。
未来，随着辐照技术的进一步研究和发展，食品辐照的应用前景将更加广阔。
10MeV工业辐照电子加速器GEANT4计算和工艺界面软件开发
10MeV工业辐照电子加速器GEANT4计算和工艺界面软件开发专业品质权威编制人：______________审核人：______________审批人：______________编制单位：____________编制时间：____________序言下载提示：该文档是本团队精心编制而成，期望大家下载或复制使用后，能够解决实际问题。
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电子辐照加速器装置作业
《电子辐照加速器装置》电子辐照加速器是产生、加速、引出应用带电粒子的机器。
1、电子辐照加速器的能量范围是：0.1MeV~10MeV。
2、电子辐照加速器的束流功率范围分为：能量≤0.3MeV的，功率几Kw~350Kw；能量0.3MeV~5 MeV的，功率几Kw~500kW；能量5MeV~10 MeV的，功率几Kw~700kW。
3、电子辐照加速器装置按能量分为低能、中能和高能。
4、电子束流与物质的作用形式包括：弹性散射、非弹性散射和电磁辐射（韧致辐射）。
5、电子辐照加速器的基本参数是：电子束流能量E0、电子束流强度In和电子束流功率P。
6、电极A和B之间的电场为E，强度为I的电子束流从负电极A穿过电场，从正电极B出来，电子束流获得的能量等于：I·t·E·d （其中t 为时间；d为A、B电极之间的距离）。
7、用高压电场加速电子束流的加速器叫高压型电子加速器；用微波电场加速电子束流的加速器叫谐振型电子加速器。
8、级联发生器分为电容耦合式和电感耦合式两种。
10、地那米发生器是级并联供电；对称级联发生器是开路磁路式供电。
11、电感耦合式级联发生器叫绝缘芯变压器，它包括闭路磁路级联发生器和开路磁路级联发生器。
12、高压型电子辐照加速器用的电子枪一般有直热式和间热式两种。
13、直热式电子枪的阴极用钨丝或合金钨丝做成，它的发射温度20000C 以上。
14、间热式电子枪的阴极用六硼化镧（LaB6）它的发射温度1500~16000C。
15、加速管的最简单结构是分段绝缘子。
绝缘子由绝缘环和与环连接在一起的金属电极组成。
16、电子束流引出装置由扫描磁铁、扫描盒、窗膜等组成。
17、谐振型电子加速器分为电子直线加速器、高频单腔电子加速器、花瓣型电子加速器、电子回旋加速器4种。
18、辐照型电子直线加速器分行波电子直线加速器装置和驻波电子直线加速器装置2种。
19、谐振型电子加速器工作在稳定的加速状态，其电子束流为脉冲束流；高压型电子辐照加速器工作在高真空状态，其电子束流为直流高压束流。
10MeV辐照电子直线加速器控制系统
第39卷第2期原子能科学技术Vol.39,No.2 2005年3月Atomic Energy Science and TechnologyMar.200510Me V 辐照电子直线加速器控制系统曾自强,张立锋,吕卫星,高振江,张 艳,韩广文,王淑贤(中国原子能科学研究院核技术应用研究所,北京 102413)摘要:本工作为1台10MeV 辐照用电子直线加速器研制控制系统。
该控制系统采用分布式网络控制,由多个子系统构成。
硬件采用SIEM ENS PL C 芯片和监控计算机,PL C 间采用PROFIBUS 、MPI 等高速总线进行连接,与监控计算机采用以太网连接,使用TCP/IP 协议,能在互联网上远程监视和维护,进行网络控制。
软件采用STEP 7和C 语言等编写,对各子系统及子系统间连接均采用独立的数据块和功能函数块。
部分硬件功能由软件来实现,使得整个系统更易于测试、制造和维护升级。
关键词:电子直线加速器;分布式控制;PL C 芯片中图分类号:TL50316 文献标识码:A 文章编号:100026931(2005)022*******Control System for 10Me V Irradiation Electron LinacZEN G Zi 2qiang ,ZHAN G Li 2feng ,L U Wei 2xing ,GAO Zhen 2jiang ,ZHAN G Yan ,HAN Guang 2wen ,WAN G Shu 2xian(China I nstitute of A tomic Energ y ,P.O.B ox 275217,B ei j ing 102413,China )Abstract : Control system of t he 10MeV elect ron linac using Dist ributed Control System(DCS )was st udied.The hardware of cont rol system consist s of four SIEM ENS PL Csand monitor comp uter ,t he software bases on STEP 7,Labwindows/CV I and SQLServer.The bus between t he monitor comp uter and t he main PL C is 100M indust rialnetworks ,between PL Cs is M PI bus ,between PL C and remote part ner is PRO FIBU S ,between PL C and terminals is RS485/422.The software of cont rol system can p rovide afriendly human machine interface to operate t he machine ,protect t he human and equip 2ment fro m risk ,and storage t he stat us of t he accelerator real time to t he database.Themonitor and maintenance of t he linac can been carried out not only on local comp uter orlocal network ,but also in internet.K ey w ords :elect ron linac ;dist ributed control system ;PL C收稿日期:2004205225;修回日期:2004211226作者简介:曾自强(1975—),男,湖北罗田人,高级工程师,硕士,加速器测控专业 传统的加速器控制采用表盘、开关、继电器等电子学的手段,安装与调试困难,整体协调性很差,维护和升级困难。
S波段10 MeV辐照用行波电子加速器研究
•加速器专辑•S波段10MeV辐照用行波电子加速器研究高渐!孟祥聪，施嘉儒，查皓，陈怀璧(清华大学工程物理系，北京100084#摘要：清华大学加速器实验室研制了10MeV行波直线加速器，并成功应用在了辐照加工领域。
在对该加速管的束流崩溃现象进行了理论和实验研究后，确定了提高阈值电流、优化结构的方案，完成了腔间相移变化的新型聚束段结构％该结构能够有效降低聚束段受困高阶模对电子的横向作用，同时不影响主模的加速性能，可以提高该行波加速管的束流崩溃阈值电流。
依照该方案进行了加速管的加工、成管焊接、冷测及高功率实验，冷测及高功率实验结果与模拟设计符合得很好，阈值电流提高了约40mA,证明了该设计的可行性％该工作为行波加速器解决束流不稳定性问题，进一步提高靶流功率提供了新的方法％关键词10MeV行波直线加速器;束流崩溃；聚束段；受困高阶模；阈值电流中图分类号:TL53文献标识码:A文章编号:1002-8935(2021)01-0038-06doi：10.16540/11-2485/tn.2021.01.07Study of an S-Band Travelling-Wave Electron Linacfor IrradiationGAO Jian,MENG Xiang-cong,SHI Jia-ru,ZHA Hao,CHEN Huai-bi(..Department of Engineering Physics,Tsinghua University,Beijing100084,China#Abstract:A10MeV travelling-wave linac has been developed by Tsinghua University and then applied in irradiation processing successfully.After theoretical and experimental study on the beam breakup (BBU#phenomenon,ChebunchingsecionwasredesignedCoincreaseCheouCpuCChresholdcurrenC.Byad-jusCingChegeomeCricalparameCersofbunchingsecCion,anovelbunchingsCrucCurewiChvaryingphaseshifC amongcaviieswascompleCed.ThisdesigncouldimproveCheChresholdcurrenCofCheCrave l ing-wavelinac wiChouCa f ecCingChedomainmode,dueCoChelessCransversee f ecConelecCrons.AfCermechanicaldesign, processing and brazing ofChe new disk-load sCrucCures,coldandhigh-powerCesCsofCheacceleraCorwere carriedouC.TheCesCresulCs were in good agreemenCwi hChe simula ion,andCheChresholdcurrenCin-creasedbyabouC40mA,whichprovedChefeasibiliyofChedesign.Thisworkprovidesanew meChodCo solveChebeaminsCabiliCyandfurCherincreaseCheouCpuCpowerofCheCraveling-wavelinac.Keywords:10MeVCrave l ing-wavelinac,Beam breakup,BunchingsecCion,Trap modes,Threshold currenC在当前工业及医疗领域中，MeV能量级别的电子束应用，包括辐、集装$冶疗等％电子加速器的各，加速管岀口处的岀束功率是最重要的之一，该接决定了器的应用场景和效应％影响管岀口处流功率的较多，包括出束电子能量、靶流流强、靶流脉宽、工作重频等％去里多研究结果表明束流崩溃(BBU,Beam breakup)是限电子器的岀束功率进一步提高的之一(1—3)。
10MeV行波电子直线加速管的调谐与匹配
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈｅ ａ ｃ ｃ ｅ ｌ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｃ ａ ｖ ｉ ｔ ｙ ａ ｎｄ ｃ ｏｕ ｐｌ ｅ ｒ ｎ ｅ ｅ ｄ ｔ ｏ ｂｅ ｔ ｕｎ ｅ ｄ ａ ｎｄ ｍａ ｔ ｃ ｈｅ ｄ ａ ｆ ｔ ｅ ｒ ｍａ ｃ ｈｉ —
杨京鹤， 周文振， 杨 誉， 朱志斌， 曾自 强
（ 中 国原 子 能 科 学 研究 院 核 技 术 应 用 研 究 所 ， 北京 １ ０ ２ ４ １ ３ ）
摘要： 在电子直线加速管研制过程 中， 需 对 机 械 加 工 后 的 加 速 腔 链 及 耦 合 器 精 细 地 进 行 微 波 调 谐 与 匹 配， 以 满 足 微 波 传 输 及 加 速 电 场 的 要 求 。本 文 介 绍 一 支 １ Ｏ Ｍｅ Ｖ 行 波 电 子 直 线 加 速 管 的 调 配 方 法 与 流 程， 使 用 活 塞 探 针 法 调谐 均 匀 加 速 腔 ， 采用谐振逼 近法调谐 非均匀 加速腔 ， 降 低 了 调 谐 的复 杂 度 。使 用 三频 率法 与移 动 负 载法 对 耦 合器 进行 了 调 配 ， 调配结果满足指标要求 。 关键词 ： 行波加速管 ； 微 波调 配 ； 加速腔调谐 ； 耦 合 器 匹 配
ｎｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｏｒ ｄｅ ｒ ｔ ｏ ｍ ｅ ｅ ｔ ｒ ｅ ｑ ｕｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｒ Ｆ ｔ ｒ ａ ｎｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｎｄ ａ ｃ ｃ ｅ ｌ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｎｇ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ．
ｍａ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎｇ ｒ ｅ ｓ ｕｌ ｔ ｃ ａ ｎ ｍｅ ｅ ｔ ｔ ｈｅ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎｔ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｔ ｒ ａ ｖ ｅ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｗａ ｖ ｅ ａ ｃ ｃ ｅ ｌ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｕ ｂ ｅ ；ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｗａ ｖ ｅ ｔ ｕ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｍａ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ；ａ ｃ ｃ ｅ ｌ ｅ ｒ —
3-3-电子加速器
• •
在束流测量时，束流通过磁环的是一个 单圈的初级绕组，即N初 = 1 。 在实测前用标准信号对BCT进行了校准 和标定，以保证次极输出的监测电压与 初极电子束流的强度，准确对应。
第三章，第三节—电子加速器
– 为反控斗争的需要。2001年美国邮政部购买了8台电子束加速器，用 于对通向重要政府机关的文件进行消毒，以确保安全。
– 中南海
第三章，第三节—电子加速器
中能端（0.3 MeV—5 MeV）地那米加速器
• 高频高压加速器（地那米） • 在世界上应用最广，性能也比较稳定。
• 技术上的主要特点是 • 以负载性能良好的并激耦合倍压线路作为高频高压发生器，产生 直流高压。
第三章，第三节—电子加速器
电子帘加速器的主要技术指标是
• 电压（例如，300kV）， • 线功率密度（例如，1.8kW/cm） • 窗宽（例如，1.4m） 以及机器的总功率（例如，250kW）， 其中80%的能量产生加工效果， 整个机器从电网上支取的能效约50%， 其中约有60%以上的束流可以穿过钛窗（25μ）打到被辐照的产品 上， • 这种效率是普通工艺所无法比拟的。 • • • •
3.3.1．电子加速器的分类：
辐照电子加速器种类繁多，性能用途各异，就按其能量范围，典型 机型以及它们的主要应用，可分为3类： 3.3.1.1． 低能端（0.1 MeV—0.3 MeV）电子帘加速器 3.3.1.2 .中能端（0.3 MeV—5 MeV）地那米加速器 3.3.1.3. 高能端（3Mev—10Mev）电子直线加速器电子帘加速器
第三章，第三节—电子加速器
10 MeV辐照电子直线加速器控制系统
10 MeV辐照电子直线加速器控制系统曾自强;张立锋;吕卫星;高振江;张艳;韩广文;王淑贤【期刊名称】《原子能科学技术》【年(卷),期】2005(039)002【摘要】本工作为1台10 MeV辐照用电子直线加速器研制控制系统.该控制系统采用分布式网络控制,由多个子系统构成.硬件采用SIEMENS PLC芯片和监控计算机,PLC间采用PROFIBUS、MPI等高速总线进行连接,与监控计算机采用以太网连接,使用TCP/IP协议,能在互联网上远程监视和维护,进行网络控制.软件采用STEP 7和C语言等编写,对各子系统及子系统间连接均采用独立的数据块和功能函数块.部分硬件功能由软件来实现,使得整个系统更易于测试、制造和维护升级.【总页数】4页(P114-117)【作者】曾自强;张立锋;吕卫星;高振江;张艳;韩广文;王淑贤【作者单位】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,核技术应用研究所,北京,102413;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,核技术应用研究所,北京,102413;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,核技术应用研究所,北京,102413;中国原子能科学研究院,核技术应用研究所,北京,102413【正文语种】中文【中图分类】TL503.6【相关文献】1.12MeV、4.2kW电子直线加速器的辐照应用 [J], 杭德生;赖启基2.10MeV辐照电子直线加速器控制系统 [J], 曾自强;吕卫星;张立锋;张艳3.10MeV电子直线加速器辐照控制工艺研究 [J], 江海;袁肖肖;张伟;尹政;段明皞4.国内首台10MeV 22kW工业辐照直线加速器通过测试 [J],5.10MeV电子直线加速器辐照工艺确定的简便方法及其应用 [J], 陈志军;戚文元;颜伟强;岳玲;王海宏;包英姿;袁忠谊;徐贇;孔秋莲因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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lOMeV系列电子直线辐照加速器
一、项目介绍
用电子加速器产生的高能电子束照射可使一些物质产生物理、化学和生物学效
应，并能有效地杀灭病菌、病毒和害虫。
这一技术己被广泛应用于工业生产中的
材料改性、新材料制作、环境保护、加工生产、医疗卫生用品灭菌消毒和食品灭
菌保鲜等。
它同钻源辐照一样，具有常温、无损伤、无残毒、环保、低能耗、运
行操作简便、自动化程度高、适宜于大规模工业化生产等特点。
与钻源相比，其
最大优点是辐照束流集中定向，能源利用充分，辐照效率高，不产生放射性废物。
随着钻源售价的飞涨、废源处理费用的上升，电子加速器辐照装置具有明显的价
格和经济优势。
用能量为lOMeV的高功率电子加速器建设高能电子辐照中心，在发展辐照加工产业的同时，开展辐照工艺和辐照新领域的研究，在国内外都是一
项极具挑战和开拓性的工作，具有明显的社会经济效益和不可估量的潜在价值，
是目前国际上倍受关注的高科技领域之一。
主耍涉及领域有:
1) 医疗卫生用品的辐射灭菌
适用的医疗卫生用品灭菌消毒的种类很多，包括金属制品、塑料制品、棉织品、一次性使用的高分子材料医疗用品等上千种，中西药和化妆品也都可以采用辐射消毒灭菌。
辐射消毒灭菌要比常规的ETO等化学消毒法具有更多优点：辐射消毒灭菌的处理是在常温下进行的，适用于对热敏感的塑料制品、生物制品利药物。
辐射穿透能力强，杀菌均匀彻底，能够辐照密封包装物，杀死内部的微生物，延长货架寿命和储存期。
能耗低、无残留、无污染；辐射灭菌速度快，可连续作业, 适合于大规模加工。
加工易于控制，一旦加工参数（剂量）确定，时间便是唯一可调因素，不像其他方法需同时控制很多因素。
2）食品辐照加工……保鲜和储存
食品辐照的保藏方法与其他方法相比有许多优点：可以杀菌消毒，降低食品病原
菌的污染；食品辐照的处理是在常温下进行的，特别适用于要保持原有风味的食品和含芳香性成份的食品的杀菌和消毒；能耗低，无毒物残留，无污染；辐照新鲜果蔬食品可以抑制生长发芽、杀虫灭菌、延长保鲜期，防止腐烂、减少损失。
3）材料（塑料）的辐照改性
高分子化合物在辐照作用下，会发生分子结构的变化，从而对材料的物理性质发生重大改变，成为具有特殊功能的新材料。
材料辐射加工的主要反应是：交联、固化、接枝和裂解。
由辐射引发的理化过程具有许多优点，一般不受温度、压力等实验条件和体系状态的限制，适应性强；反应过程容易通过给予的辐射能量和强度进行控制；穿透性强的辐射可以实现深部的均匀照射，引起固态反应；无须添加引发剂、催化剂，产品纯度高；容易实现工艺自动化，有利于节约能源利保护环境。
4）其他：如环境保护，半导体材料改性等
利用辐射处理污染，废水和其他有害废弃物的方法和传统的填埋、投海、焚烧等处理方法相比有显著优点：对有害微生物彻底杀灭，对一些化学污染物实现无害化物理降解，一般不会造成环境的二次污染。
二、技术特点
自动化程度高、可常温大批量处理、效率高速度快、低能耗、低成本无损伤、无残毒、无污染。
产品主要技术指标
%1电了束能量：lOMeV；
%1束流功率：按要求设计提供;
%1电子线扫描宽度：600〜1000mm；
%1扫描不均度：＜±5.5%；
%1能量不稳定度：＜±2%；
%1束流强度不稳定度：＜±2%；
%1具有高能电子束和高能x线。
三、市场预测
北美、欧洲辐照产品的应用已十分广泛；亚洲、南美洲等发展中国家也呈现出迅猛发展势头。
整个产业发展速度较快，其经济效益和社会效益也十分显著。
目前世界辐照加工每年以20%的速度递增。
专家估计我国2002年的辐照技术应用的直接经济效益约为66亿美元，占当年GDP的0.5%,与发达国家相比差距比较明显。
美国上世纪90年代已达4%以上, F1本达 1.7%。
我国的辐照加工产业虽起步较晚，但发展很快，辐照企业遍布全国各地，产业领域正在由传统领域向新的领域拓展。
同国外类比，辐照产业作为我国近年来发展起来的新兴产业拥有巨大的市场成长空间。
电子辐照由于其自身的技术特点和设施建设及运行费用与y辐照相比具有一定的比较优势，近年来更是异军突起，发展迅速。
丫辐照在一些地区已达饱和状态, 市场剩余空间不多；无续竞争导致运营成木增加，钻源价格快速上升，废源处理问题突显。
而电了辐照随着加速器技术和加工工艺不断改进和日趋成熟，各项成本价格则成下降趋势。
有专家认为电子辐照在某些领域有超过和取代y源辐照的趋势。
①作为加速器生产厂家，该产品当前市场量预测可年产3〜5台，产值1500万元〜2500万元，随着市场开发，数年后可年产10台以上；
②作为加速器辐照加工中心，4KW加速器用于lOOkGy剂量的高分子材料加•工,
其加工能力约100kg/h；用于lOkGy消毒灭菌加工，加工能力约1吨/h；用于
214Gy 食品保鲜，加工能力约5吨/h。
以此类推。
因此市场竞争力很强。
四、投资规模及收益
由于合作方式的不同，各项指标预计也不同，具体情况请来电咨询或面议。
比如建立一个lOMcVIOKW的辐照中心的投资和收益为：
建设成木：1000—1500万，包括主设备，其他辅助设备，厂房等；
运营成本：约200〜300万,包括运营费，维护费，厂房和设备的折旧，人员工资等；
投资收益：对于10MeV10KW辐照加速器，正常情况每年运营不少于6000-7000 小时，收益情况与加工产品的附加值有关，好的情况1・2年之内便可收回投资成本，最慢的3.4年内即可收同投资成本。
具体的市场分析资料可来函索取。
五、潜在客户
1、医疗卫生用品或药品生产加工企业
2、农产品或食品生产加工企业
3、化工、半导体加工生产企业
4、从事这些加工服务的辐照中心或拟建立的辐照加工中心。
5、从事或拟从事相关设备研究和制造的企业。