大功率电子加速器的预研与束流传输的研究

电子束辐照烟道气脱除502和NOx技术是一项将辐射物理和辐射化学紧密结合的高新技术。该项技术自1970年被提出后，经历了20多年的逐步发展，已进入了工业装置阶段。目前，在美国、德国、日本、波兰和我国的成都热电厂等处建立了中试厂和工业示范厂。当前在国际上，对一该项目的关键部件电子加速器有两种方案：即日新公司的高压变压器方案和以俄罗斯新西伯利亚核物理研究所的ElV型加速器为代表的谐振变压器型。根据目前国内的实际状况和满足我所及在兰州各研究所的物理实验的需要，中利4院近代物理所在已有技术力量的基础上，并在国家计委的大力支持下，立项研制大功率谐振变压器型电子加速器。这篇论文首先对1.5Mev/300mA三相谐振变压器型电子加速器的高压电极表面电场强度、分布电容、电感、三相谐振频率等作了预研。在此基础上，着重对强流静电加速管轴上电位和电场分布、平面电子枪的实际电流密度、电极膜孔透镜对束流的聚焦性能、加速管中电子轨迹和出射斜率、球面阴极的电子光学特性等作了详细的计算和分析，从计算得到的结果来看，所设计的电场能够满足束流传输的要求。另外，还对加速管非均匀场对电子负载的抑制作用，离子反轰阴极作了初步研究。论文的另一个重点是研究了静电加速管中强流电子束的空间电荷效应。根据实际情况，合理地建立了物理模型。并对模型上的4个不同位置的束内外径向电位分布、空间电荷对轴＿L电位的影响，以及空间电荷力对束流传输的影响等进行了详尽的理论计算和分析。在对轴上电场分布进行分析时，发现可以将电场沿轴向分为3个区域，并认真对每个区域的作用作了详细的分析说明。特别指出了，强流静电加速管的设计关键在加速管的前端，与弱流加速管相比，前者的变化幅度要大得多。论文最后对大功率电子加速器部件的加工和三相谐振变压器高压发生器模拟实验结果给予了介绍和分析。