技術領域

本實用新型涉及一種高頻電極以及應用該高頻電極的地拉米加速器，屬于帶電粒子加速器領域。

背景技術

地拉米加速器（Dynamitron?Accelerator）的直流高壓是由高頻電極的高頻電壓，通過空間電容偶合到加速器芯柱的電暈環上后，經多級并聯整流得到的直流電壓串聯后產生的。當人們要建造工作電壓比較高的加速器時候(如4-5MV)，由于高壓靜電場的需要，高頻電極直徑和它與電暈環的距離都得相應增大，因而高頻電極的高頻電壓峰值也隨之增大。

在傳統的地拉米加速器中均采用同一直徑的圓柱形高頻電極。本世紀初歐洲高壓工程公司采用圓錐形的高頻電極，建造了一臺地拉米型的5MV串列加速器（The?novel?HVEE?5MV?Tandetron?A.Gottdang，D.J.W.Mous，R.G.Haitsma??NIM?in?Physics?Research?B?190(2002)177-182)。?它的高頻電極與電暈環的距離從電壓高端到低端線性減小，高頻電極的寬度也相應地逐漸變窄，以保持它與各個電暈環之間有相等的偶合電容，希望每一整流節得到相同的直流電壓。上述傳統的圓柱形高頻電極的缺點：第一，由于高壓端電場需要，高頻電極直徑就要取得比較大；為了有相等的偶合電容從而有相等的整流節電壓，在低壓端高頻電極直徑也不得不與高壓端相同。因此隨高壓指標升高，整個高頻電極的尺寸變得很大；第二，高頻電極通用性差，即使高壓相近的地拉米加速器也必須全部更換高頻電極。

后期的圓錐形高頻電極的缺點：第一，由于高頻電極與電暈環的偶合電容是與高頻電極和電暈環的直徑之比的自然對數成反比。因此采用圓錐形高頻電極，很難做到從上到下所有偶合電容相等，這就會使得加速器芯柱軸向電壓分布不均；第二，圓錐形的高頻電極的制造和安裝也較為復雜。

實用新型內容

實用新型目的：為了克服現有技術中存在的不足，本實用新型采用的技術方案為：

高頻電極，其特征在于：所述高頻電極為階梯形結構。

根據權利要求1所述的高頻電極，其特征在于：所述高頻電極包括相互連接的第一高頻電極和第二高頻電極，所述第一高頻電極的半徑比第二高頻電極的半徑小。

所述第一高頻電極半徑?rf1=1000mm；所述第二高頻電極半徑rf2=1120mm。

還包括金屬圓管，所述第一高頻電極和第二高頻電極通過金屬圓管來實現過渡連接。

一種應用所述高頻電極的地拉米加速器，其特征在于：包括所述高頻電極、芯柱和電暈環，所述芯柱內部裝有若干級整流硅堆，每一級整流硅堆左右成對安裝電暈環，所述電暈環為半圓形結構。

還包括高壓電極，所述高壓電極設置在芯柱和電暈環頂部，所述高壓電極為半圓球形結構。

所述高壓電極半徑rc=490mm。

還包括地電位屏蔽電極，高頻電極絕緣支撐，屏蔽電極金屬支撐和鋼筒；所述地電位屏蔽電極設置在高壓電極兩側，通過屏蔽電極金屬支撐與鋼筒內壁實現固定連接；所述高頻電極通過高頻電極絕緣支撐與鋼筒內壁實現固定連接。

有益效果：本實用新型提供的高頻電極以及應用該高頻電極的地拉米加速器，通過改變高頻電極構造，采用不等直徑的階梯形高頻電極，在較低的高頻電壓峰值下，就能使同樣芯柱尺寸的加速器得到更高的端電壓。具有如下優點：（1）高頻電極與電暈環間的偶合強，所須高頻電壓峰值低；（2）降低了容易發高壓放電的整流芯柱頂部軸向電位梯度，其余大部份軸向電位梯度保持均勻；（3）高壓電極及其鄰近的高電位電暈環表面最高電場變化較為平緩；（4）相同大小的鋼筒情況下，高頻電極絕緣支撐加長，提高其耐電壓性能；（5）高頻電極通用性增大，在一定高壓指標范圍內電暈環和第一高頻電極基本通用，降低了制造成本；（6）與圓錐形高頻電極相比，結構簡單、制造安裝方便。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為圖1中A部的放大圖；

圖3為本實用新型中高壓電極和鄰近電暈環表面電場強度分布關系圖。

其中：芯柱1，高壓電極2，電暈環3，第一高頻電極4，第二高頻電極5，地電位屏蔽電極6，高頻電極絕緣支撐7，屏蔽電極金屬支撐?8，鋼筒9。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作更進一步的說明。