第3章驻波加速管.ppt

1.电子驻波加速原理发展概述 驻波型加速管是在加速段末端不接吸收负载，而接短路面，使微波在终端反射。在始端也放置短路面，微波在加速段内多次反射，形成驻波场。在驻波场下电子沿轴线方向不断前进同时给以加速，产生能量传递，使电子获得高能量。 ——行波观点分析驻波可以分解成两个行波的叠加 5、驻波加速管分类①每腔相移：π, π /2 ,2π/3,0 ②结构包括周期数：单、双、三周期 把工作在 π /2模腔链中的耦合腔加以压缩，延长加速腔 ，只要两者谐振频率保持一致，则腔链仍显示π /2工作特性，而由于边速腔链得以延长，分流阻抗提高了，腔链由两种结构周期不同的腔体组成，而变成了双周期结构。 ③耦合孔位置：轴耦合、边耦合、环腔耦合 边耦合：把耦合腔从束流轴线上移开，放在加速腔的外边，加速腔的外边有耦合孔和耦合腔（外边腔）耦合，相邻的加速腔通过耦合（边）腔相互耦合在一起，而相邻的加速腔之间的中孔只起束流通过道作用，而不起功率耦合作用，这样加速腔长度扩展了一倍，从而有可能获得最大的分流阻抗，这是有名的边耦合驻波加速结构。 广泛采用的是磁边耦合及磁轴耦合的双周期结构 6、主要特性参数 1.特性阻抗： 单位长度上消耗的微波功率PT与l的加速波导所能建立起来的最大电压V平方值之比。 2.渡越时间因子： 电子穿过加速波导所需的时间称为渡越时间。 3.无载品质因素Q0： 射频周期内每个弧度内腔中储存的能量W与所消耗的功率PT的比值 4.有效特征阻抗： 单位长度上所损耗的微波功率和电子在单位上获得能量的平方值之比。 7、电子注入和群聚 采用群聚器，一般由两三个群聚腔组成，要求俘获系数大，加速器出口能量高，能谱窄。 三、行、驻波加速管性能比较 1、在微波功率相同的条件下，驻波加速管可以在更短的加速结构上使电子获得更高的能量。同时，束流的散焦变得不十分严重，使聚焦系统可简单化。因此，驻波加速器机型小、重量轻、结构简单总功率消耗小等优点。 2、驻波加速腔内加速电场高，便可降低对电子流注入 电压的要求，注入电压只需l～10KV,从而降低了对电子枪的耐压要求,减小了电子枪的体积及结构尺寸。 3、驻波加速管可与电子枪做成密封结构，使静态真空度(10-8～10-9mmHg)及动态真空度(10-7mmHg)都比行波加速管高出一个数量级。因此，电子枪可以采用氧化物阴极。有利降低阴极工作温度，从而延长了电子枪的使用寿命。 4.驻波加速结构场的建立具有较长的建成时间，一般1.5us左右场值才能达到稳定值的90%。因此必须采用长脉冲的微波功率源，脉冲宽度一般为4us，而行波加速器微波功率脉冲宽度一般可以是2us。 5.驻波加速结构的窄带工作特性使得机器对频率自动稳定系统有更高的要求，加之以驻波加速器的建成特性，机器对环流器和隔离器的性能要求就更高了。 6.驻波加速器场的建成时间长以及聚束过程不充分，因此电子能谱远差于电子行波加速器， 真空技术应用 主要作用： 避免加速管内放电击穿 防止电子枪阴极中毒、钨丝材料的热子或灯丝氧化 减少电子与残余气体的碰撞损失 加速管真空系统的形式： 全密封驻波加速管 具有可拆卸密封的驻波加速管 具有可拆卸密封的行波加速管 压强 1标准大气压(ATM)=101325帕(Pa)≈0.1MPa 1托(Torr)=1.333224×102帕(Pa)， 1帕(Pa)=7.5×10-3托(Torr) 1.工作原理 ???真空的实质就是具有较低气体分子浓度的空间。因此, 只要降低空间的气体分子浓度就能获得真空, 而不必有实际上的排气过程。钛泵正是基于此原理制造的。通过加热、电离等方法使钛原子与空间气体分子发生一系列复杂的物理和化学反应, 使气体分子伴随钛原子一起沉积下来, 从而达到降低空间气体分子浓度的目的。这就是钛泵的基本工作原理。这与压缩泵的原理( 即将气体从一方压缩到另一方来获得真空) 有所不同。 2.分类： 冷钛泵 不需要加热发射电子，是一种表面吸附型的溅射离子泵，其基本原理是泵内的电子在正交电磁场作用下，沿阳极轴作螺旋运动。当气体分子与高速旋转的电子碰撞时，则气体分子产生电离，离子在电场的作用下轰击阴极钛板，使钛强烈溅到阳极的表面，管壳内表面形成新鲜的钛膜，把气体分子吸附或掩埋而达到抽气的目的。 热钛泵：