S波段2.5 MeV直线加速器的设计、制造与测试（用于辐照应用）

《IEEE Transactions on Nuclear Science》：Design, Fabrication, and Testing of an S-Band 2.5 MeV Linear Accelerator for Irradiation Applications

紧凑型2.5 MeV S波段直线加速器设计实现，总长1米含束扫描箱，π/2模式磁耦合腔体结构，冷测仿真吻合，热测得2.82 MeV束流、61.1%微波转换效率及160mm扫描宽度。

　　

摘要：

电子直线加速器在辐照、灭菌和辐射加工领域得到广泛应用。传统的辐照加速器通常功率较高，但体积庞大且成本高昂，因此不适合需要专用且灵活的辐照系统的小规模应用。为了解决这一限制，我们开发了一种紧凑且经济高效的2.5 MeV S波段直线加速器，专为工业和研究用途的辐照应用设计。该加速器的总长度（包括束流扫描装置）仅为1米。其射频加速结构采用π/2模式工作，并利用腔体之间的轴向磁耦合来实现高效率和紧凑性。整个设计过程包括腔体几何形状优化、束流动力学模拟、机械制造以及性能测试。低功率（冷态）射频测试结果显示模拟结果与实际测量结果高度一致，证明了设计的准确性。在高功率射频测试中，测量了关键的束流参数，如电子束能量、平均束流电流、束流功率以及加速器出口处的扫描宽度。该加速器能够输出稳定的2.82 MeV电子束能量，在脉冲宽度为4 μs、重复频率为300 Hz的条件下，微波到束流的功率转换效率达到了61.1%。其束流扫描宽度约为160毫米，展现了该加速器的可靠性和高效性能。