电子直线加速器加速系统制造技术的研究

摘要：本文基于工作实践了，分析了目前电子加速器加速系统在制造时的技术要求，并着重介绍了电子直线加速器加速系统中重要部件的制造技术，如加速管的制造技术、聚束管的制造技术以及耦合器的制造技术。希望有关人员加以借鉴和参考，从而对电子直线加速器加速系统制造技术进行更加深入的研究，从而探讨出更加完善的制造方案，推动整个电子直线加速器的应用进程。

关键词：电子直线加速器加速系统制造技术

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）03-0000-00

电子直线加速器是通过纵向磁场的作用来控制电子加速的，能够较容易的引出电子流。同时，电子直线加速器在进行电子加速时带来的辐射损失较少，能够在高能和强流方面具有很大的应用前景。目前，国内主要在建造的是能量为30Mev的电子直线加速器。电子直线加速器的加速系统是整个制造过程中的关键，它主要是有加速管、耦合器以及聚束管三个部件组成。针对电子直线加速器加速系统制造时的技术要求进行研究，能够更好地掌握具体的制造技术，从而完善国内的电子直线加速器的制造水平。

1、电子直线加速器加速系统在制造时的技术要求

1.1对制作结构和方法的要求

在这些部件制造工艺上，对制造结构和方法也有很高的要求。在电子加速过程中，这三个主要部件的在制作方法上都有着特定的程序，对每一个部件中的各个零件的选用到组装都有规定，这些零件应该选择精度较为准确的合格成品，在组装过程中要尽量保持接触良好，这样才能够防止在加速过程中出现造成磁场频率异常的情况。

1.2对制作过程中尺寸的要求

由于电子直线加速器是一种比较机密的加速仪器，使得在制造过程中对其中部件的相关制造过程中的尺寸要求很严格。在制造加速管和聚束管时，它们的内外径、管壁厚度都有着精确的要求，这样才能够保障在电子加速过程中不会出现因为尺寸误差大而导致整个电子流的频率受到影响。电子直线加速器的加速系统在制造过程中严格按照国内外的尺寸公差计算标准进行数据的精确计算，这样能够对整个加速管和聚束管的制造提供更加精良的指引作用。在耦合器的制造过程中也要保障每一个零件的尺寸精准度，防止因为尺寸偏差而造成电子加速出现畸形的情况。

1.3对部件表面光洁度的要求

电子流产生的微波是在加速管内进行加速运行的。在制造过程中生产部门仔细考虑到部件表面光洁度的要求，这样电子留在加速管内通过时才能够尽量维持原始的运动状态，同时在加速过程中不会出现很大的偏差情况。同时聚束管和耦合器的制造过程中，对部件表面的光洁度也有严格的要求，按照斯坦福大学在制造电子加速系统的相关要求，生产部门在制造时要严格按照科学合理的工艺和流程来进行，这样才能够确保整个加速系统在运行过程中取得最好的效果。

2、电子直线加速器加速系统具体的制造技术

2.1加速管的制造技术

加速管的制造主要是三个方面：一是盘荷片的制造。在制造过程中要提高整个精车的转速，认定精确的走刀量，这样就能使得整个平面进行有效的精车。在制造过程中要对相应设备进行处理，避免制造时出现盘荷片的尺寸受到影响。防震也是盘荷片制造时尤其应该注意的地方，通过对马达进行地基固定，结合胶合接缝处理的皮带的使用，进而消除加工过程中产生的震动；二是，圆波导管的制造。整个加工过程要依照设计时的尺寸作为制造标准，同样也需要对加工的装置进行冷却和，保障整个圆波导管在制成成品之后的表面光洁度和尺寸的精准度；三是，加速管的装配。整个装配过程就是零件之间的冷热套。由于各个零部件的膨胀系数不一样，在装配时应该要严格控制相关零件在室温下能够存在一定的间隙，这样当整个电子加速系统进行电子系统加速时能够很好地维持整体的运行，不会因为受热膨胀而产生变形或损害之类的情况。

2.2聚束管的制造技术

聚束管的制造技术也应该从三个方面来说：第一，聚束片的制造。在对集束片进行精车时，由于内控和外圆存在着差异，通常都是选用单片进行加工的，不同于均匀管的制造工艺。为了是集束片的导电性能符合电子加速系统的要求，通常会在它的表面镀上一层银，同时为了使得聚束片和管壁之间的接触良好会镀上一层金。这样就能够保证聚束片在电子系统的电子加速程序顺利进行。第二，聚束圆波导管的制造。通常在生产制造过程中都是将聚束圆波导管分为三个节来进行的。材料上和均匀管的一样，但是这三节的孔内径不一样。在粗加工之后一般都要进行退火处理，这样能够让内应力得到消除，从而维持尺寸的稳定。第三，聚束管的装配。聚束管由于盘荷片的尺寸存在差异，因此它的装配不同于均匀管的，通常是采用单片装配的方法。装配过程中要调好定位器，将蒸汽通入到加热器中，同时让聚束管和导轴一起放入加热器中。这就是大致的聚束管的装配过程。

2.3耦合器的制造技术

耦合器的制造也是整个电子直线加速器电子加速系统的一个重要环节。耦合器的具体尺寸都是经过实验来加以确定的。在制造过程中，技术人员会给耦合器设置几个可调的主要参数，同时整个耦合孔也需要进行修改工作。环塞和圆片的外圆都应该先车成螺纹的，方便对它们的位置进行调整，同时圆形波导管也不用焊上，待各个参数都基本确定之后，才进行焊接。然后将环塞和圆片外圆上的螺纹车掉，利用冷压法将这两个部件装配到耦合器的内部中来。同时，整个耦合器在制造过程中也要进行退火处理，目的还是为了减小和消除内应力，保持整个耦合器尺寸的精准度。另外，在耦合器的外部还应该焊接上相应的真空保护管和圆波导管，提升整个耦合器的保护作用和导电性能。

3、结语

综上所述，电子直线加速器的加速系统在制造过程中通常都需要进行一系列的设计、测量精密加工和合理装配等问题。目前在制造电子加速系统时在技术上还有一些可以改进和发展的空间，针对电子直线加速器的电子加速系统的制造技术进行深入的研究能够帮助国内的制造技术不断地进行改进和完善，同时推动电子直线加速器的应用。

参考文献

[1]刘功发,李京,李为民;NSRL输运线电源控制系统的改造[J].核技术,2002年01期.

[2]李为民,李京,刘功发,周安奇,刁操政,李永军,于象坤.EPICS和合肥光源控制系统[J].核技术,2001年06期.