Theoretical and Experimental Research on High Voltage Transformer Type Electron Accelerator

Abstract

根据工业辐照对大功率电子加速器的需求，中科院近物所开展了高压变压器型DG系列电子加速器的研制。本文的主要工作是围绕其中两个型号DG-1.2（1.2MeV/40mA）和DG-2.5（2.5MeV/40mA）的研制及产业化而展开的研究。该类型电子加速器具备技术和市场优势， DG系列的研制成功，必将推动我国辐照加工业的发展。论文重点研究了基于空心变压器结构高压发生器的性能，改进了线圈、磁路结构，提高了发生器耦合效率；优化了高压电极结构，改善了电极周围电场分布，提升了发生器的绝缘性能，并评估了发生器高压击穿故障时的特性；选取了匹配的无功补偿方式，提高了发生器的功率因数。设计出新型热辐射间热式强流电子枪，研究了六硼化镧、六硼化镧钡两种材料热阴极的发射特性，均获得300mA以上的稳定束流发射。分析了DG型束流加速、传输结构，改进了引出系统结构，提高了束流引出效率；构建了基于PLC的工业化加速器控制系统，运行状况良好。通过专家测试，DG-1.2型已经达到设计参数1.2MeV/40mA，并能够稳定运行在1.2MeV/50mA；DG-2.5型，1.6MeV/30mA下通过测试，能够调试到2.0MeV/40mA。 最后，分析了DG系列电子加速器的进一步发展方向，初步确定了DG加速器的产业化目