三相高压变压器型电子加速器性能研究

在当前国际上，强流大功率电子加速器的研究是应用于辐射行业辐射源的一个主要研究方向。内置加速管三相高压变压器型电子加速器与外置加速管强流大功率电子加速器相比，具有结构紧凑、造价低、结构简单等特点。本文对内置加速管三相变压器型电子加速器在研制过程中出现的高压击穿频繁、高压硅堆的损坏率高、能量脉动高、引出窗束流损失大等问题进行了研究，提出并实施了改进措施，得到了较好的调试结果。并对存在的问题进一步提出了改进方案。首先介绍了内置加速管三相变压器型电子加速器的原理、结构及组成。在此基础上，针对在加速器调试过程中出现的经常性高压击穿等严重制约加速器正常运行的问题，通过对三相高压变压器型的高压发生器在变压器特性分析、气体绝缘和电场分布计算、高压电极形状优化、过电压分布的计算、正常工作时的仿真，提出了改进方案。经过改进后，从调试结果来看，所设计的高压发生器能够正常稳定的工作。研究了作为高压发生器易损坏的关键部件之一的高压整流硅堆的性能。根据硅堆内部的结构和在高压发生器中所处的位置，合理的建立了等效电路，并对电路中各结构电容在硅堆耐高压方面的作用进行了详细的理论计算和分析。对硅堆内部管芯的排列及在加速器中的摆放位置提出了改进方案，经过改进，提高了硅堆的耐压值，也保证了高压发生器的正常稳定运行。对于加速器引出窗束流损失大和能量脉动高的问题，用PBGUN程序计算了优化后的阴极鼻锥聚束极结构在强流状态下的束流轨迹和加速管出口处的束斑；对能量脉动测量做了分析，并得到较真实的脉动值。论文最后对内置加速管三相变压器型电子加速器在整体调试中存在电子束受到变压器杂散磁场影响的问题做了介绍，提出了分离式的改进结构