MeV20kW大功率輻照加速器及其在食品輻照中的應用課件

1、MeV20kWMeV20kW大功率輻照加速器及其在食品輻照中的應用大功率輻照加速器及其在食品輻照中的應用1 1 10MeV/20kW10MeV/20kW大功率輻照加速器大功率輻照加速器 及其在食品輻照中的應用及其在食品輻照中的應用 清華大學清華大學 MeV20kWMeV20kW大功率輻照加速器及其在食品輻照中的應用大功率輻照加速器及其在食品輻照中的應用2 2 目目 錄錄 大功率輻照加速器大功率輻照加速器 返波型行波輻照加速器返波型行波輻照加速器 特點特點 參數(shù)設計參數(shù)設計 調(diào)試和測試結(jié)果調(diào)試和測試結(jié)果 應用及展望應用及展望 MeV20kWMeV20kW大功率輻照加速器及其在食品輻照中的應用大功

2、率輻照加速器及其在食品輻照中的應用3 3 大功率輻照加速器大功率輻照加速器 產(chǎn)生大功率電子束（或轉(zhuǎn)換成產(chǎn)生大功率電子束（或轉(zhuǎn)換成X X射線）進射線）進 行輻照加工的裝置行輻照加工的裝置 分類分類 高壓型高壓型 高頻高壓、高壓倍加、靜電、絕緣芯變壓器高頻高壓、高壓倍加、靜電、絕緣芯變壓器 微波型微波型 跑道型、回旋、梅花瓣型跑道型、回旋、梅花瓣型 行波、駐波、行波、駐波、返波返波 MeV20kWMeV20kW大功率輻照加速器及其在食品輻照中的應用大功率輻照加速器及其在食品輻照中的應用4 4 返波型行波加速器的特點返波型行波加速器的特點 高壓型（效率高、技術簡單、能量低）高壓型（效率高、技術簡單、

3、能量低） 高頻高壓、高壓倍加、靜電、絕緣芯變壓器高頻高壓、高壓倍加、靜電、絕緣芯變壓器 微波型（能量高、技術復雜、效率低）微波型（能量高、技術復雜、效率低） 跑道型、回旋、梅花瓣型跑道型、回旋、梅花瓣型 （效率高、結(jié)構(gòu)復雜、體積龐大）（效率高、結(jié)構(gòu)復雜、體積龐大） （盤荷波導）行波、（盤荷波導）行波、駐波駐波、返波返波 （效率低、結(jié)構(gòu)簡單、體積小）（效率低、結(jié)構(gòu)簡單、體積?。?穩(wěn)定；穩(wěn)定；短、效率高短、效率高； MeV20kWMeV20kW大功率輻照加速器及其在食品輻照中的應用大功率輻照加速器及其在食品輻照中的應用5 5 返波型行波加速結(jié)構(gòu)的優(yōu)點返波型行波加速結(jié)構(gòu)的優(yōu)點 頻率穩(wěn)定性好頻率穩(wěn)定性

4、好 不需要不需要AFCAFC系統(tǒng)系統(tǒng) 微波功率反射小微波功率反射小 不需要微波隔離器件不需要微波隔離器件 微波到電子束轉(zhuǎn)換效率高微波到電子束轉(zhuǎn)換效率高 降低能耗降低能耗 降低對調(diào)制器、速調(diào)管、脈沖變壓器的功率要求降低對調(diào)制器、速調(diào)管、脈沖變壓器的功率要求 功率傳輸方向與束流運動方向相反功率傳輸方向與束流運動方向相反 功率利用率高功率利用率高 聚束段場強低，俘獲效率高聚束段場強低，俘獲效率高 Pout Pin Beam MeV20kWMeV20kW大功率輻照加速器及其在食品輻照中的應用大功率輻照加速器及其在食品輻照中的應用6 6 大功率輻照加速器的設計大功率輻照加速器的設計 物理設計物理設計 機

5、械設計機械設計 熱工設計熱工設計 溫升、形變、頻漂溫升、形變、頻漂 真空設計真空設計 放氣、抽氣放氣、抽氣 器件選擇器件選擇 MeV20kWMeV20kW大功率輻照加速器及其在食品輻照中的應用大功率輻照加速器及其在食品輻照中的應用7 7 加速腔溫升計算加速腔溫升計算 溫升溫升4141 C/kWC/kW，形變頻偏，形變頻偏1MHz/kW1MHz/kW （1）加速腔內(nèi)表面微波功率損耗分布；（2）加速腔體 溫度分布；（3）加速腔體熱形變分布。 MeV20kWMeV20kW大功率輻照加速器及其在食品輻照中的應用大功率輻照加速器及其在食品輻照中的應用8 8 電網(wǎng) 速 調(diào) 管 水冷系統(tǒng) 脈沖調(diào)制器 脈沖變

6、壓器 加速管 聚焦線圈 電子槍 微波 電子束 頻率 2.856GHz，峰 值功率4.5MW，平 均功率35KW 束流平均功率20KW 80 KW 100 KW 掃描盒 加速器整機設計加速器整機設計 MeV20kWMeV20kW大功率輻照加速器及其在食品輻照中的應用大功率輻照加速器及其在食品輻照中的應用9 9 整體布局整體布局 加速器 掃描盒 速調(diào)管 水冷機組 束下裝置 MeV20kWMeV20kW大功率輻照加速器及其在食品輻照中的應用大功率輻照加速器及其在食品輻照中的應用1010 加速管照片加速管照片 MeV20kWMeV20kW大功率輻照加速器及其在食品輻照中的應用大功率輻照加速器及其在食品

7、輻照中的應用1111 加速器照片加速器照片 MeV20kWMeV20kW大功率輻照加速器及其在食品輻照中的應用大功率輻照加速器及其在食品輻照中的應用1212 控制臺和水冷機組控制臺和水冷機組 MeV20kWMeV20kW大功率輻照加速器及其在食品輻照中的應用大功率輻照加速器及其在食品輻照中的應用1313 流強測量流強測量 脈沖電流脈沖電流270mA 平均電流平均電流2.02mA 脈沖寬度脈沖寬度17 s 重復頻率重復頻率460Hz MeV20kWMeV20kW大功率輻照加速器及其在食品輻照中的應用大功率輻照加速器及其在食品輻照中的應用1414 能量測量能量測量 射程曲線射程曲線楔型聚苯乙烯材料

8、楔型聚苯乙烯材料 圖1 偏分電壓為22.8時電子束在聚苯乙烯材料中的 深度劑量分布曲線 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 01020304050 R 深度（mm） 任意單位 實際射程 Rp=50.5 mm Ep=10.3 MeV MeV20kWMeV20kW大功率輻照加速器及其在食品輻照中的應用大功率輻照加速器及其在食品輻照中的應用1515 輻照應用輻照應用 滅菌所需吸收劑量與物品輻照處理前、后初始菌落數(shù)和最終菌落數(shù)有關。 年處理量按每年工作6000小時計算。 MeV20kWMeV20kW大功率輻照加速器及其在食品輻照中的應用大功率輻照加速器及其在食品輻照中的應用1616 結(jié)論和展望結(jié)論和展望 返波型行波加速結(jié)構(gòu)綜合了行波和駐波返波型行波加速結(jié)構(gòu)綜合了行波和駐波 的優(yōu)點的優(yōu)點 研制成功了基于返波型行波加速結(jié)構(gòu)的研制成功了基于返波型行波加速結(jié)構(gòu)的 10MeV/20kW10MeV/