CN101110280B - 辐照装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种辐照装置及其控制方法，该装置包括电子加速器、与电子加速器相连接的扫描盒，在扫描盒上设有扫描磁铁、靶和电子束出射窗，电子束出射窗位于靶的左侧或右侧。本发明积极效果是：本发明集现有的电子束引出式辐照装置和X射线引出式辐照装置的功能于一体，当扫描磁铁工作时，加速器辐照装置引出电子束流；当扫描磁铁不工作时，则引出X射线。即可以引出电子束和X射线两种辐照源，以满足不同体积的辐照物品对象的加工要求。利用本发明可以在几乎不增加成本的情况下扩大应用范围，同时提高了***的安全性能，有利于提高辐照***的寿命和利用率。
Description
技术领域
本发明涉及一种辐射加工技术领域的辐照装置及其控制方法。
背景技术
辐照加工是利用高能电子束、电子束打靶产生的X射线或者放射性核素放出的γ射线进行高分子材料制备、食品贮藏保鲜、医疗用品辐射消毒、药品辐射灭菌、商品辐照养护、水晶及珍珠等辐照着色以及环境污染物辐射处理等。辐照加工工业被认为是一种经济效益高，节约能源，节省人力，无公害的新的加工体系，已广泛应用于农业、工业、医疗卫生等各个领域，它在国民经济和人民生活中所起的作用日益显著。
一般应用加速器产生一定能量的电子束，这些加速器包括行波或驻波电子直线加速器、直流高压加速器，后者又包含：静电加速器、绝缘芯变压器型加速器、电子帘加速器，高频高压加速器等。如图1所示的电子束引出式辐照装置，包括电子直线加速器1、通过法兰2安装在电子直线加速器1上的扫描磁铁3和三角形状的扫描盒4，安装在扫描盒4上正对电子直线加速器出束位置的电子束出射窗10，以及安装在扫描盒4底部用于冷却电子束出射窗10的冷却水回路9，其中冷却水回路9通过冷却水入口8、冷却水出口12外接冷却水***；工作时，扫描磁铁3的扫描方式为双向扫描，即扫描电流的正负各占半个周期。该种结构的辐照装置通常直接将电子束5经过扫描盒4等装置引出后进行辐照加工，利用电子束进行辐照加工具有功率大、效率高、安全性能好等优点，但是由于电子束的穿透深度较小，只能用于体积小或者薄的物品对象。对于体积大又不能分割的物品对象，如原木杀虫，效果不好。同时传统的电子束出射窗式辐照装置扫描盒对扫描磁铁的稳定性要求很高，如果扫描磁铁3在工作中出现故障，即使是时间很短的瞬间，电子束5会给电子束出射窗10造成严重的损害，甚至损坏包括电子直线加速器1和扫描盒4在内的整个***。
在对于体积大又不能分割的物品对象进行辐射处理时，通常使用X射线引出式辐照装置，如图2所示的X射线引出式辐照装置结构，包括电子直线加速器1、通过法兰2安装在电子直线加速器1上的漂移段13、安装在出束中心位置的靶7，以及安装在漂移段13底部用于冷却靶7的冷却水回路9，其中冷却水回路9通过冷却水入口8、冷却水出口12外接冷却水***。利用电子直线加速器1产出的电子束打靶产生X射线进行辐照加工。X射线具有穿透深度大的优点，可以对大体积物品对象进行辐照加工，但是因为它是由电子束打靶转换而来，相对电子束辐照其效率较低。
在现有的加速器辐照装置中，要么只是电子束引出进行辐照，要么只是电子束打靶产生X射线进行辐照，他们的辐照对象具有一定的局限性。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种可以同时引出电子束和X射线两种辐照源的辐照装置。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供了一种辐照装置，其包括电子加速器、与所述电子加速器相连接的扫描盒、以及用于控制由所述电子加速器产生的电子束的扫描磁铁，其特征在于，所述扫描盒设有靶和电子束出射窗，从而在所述扫描磁铁不工作时，电子束射到所述靶上而产生X射线来输出，而在所述扫描磁铁工作时，经扫描的电子束通过所述电子束出射窗输出。
优选地，所述靶设置在电子加速器所产生的电子束的正前方。
优选地，所述电子束出射窗位于靶的左侧或者右侧。
优选地，所述靶设置在电子束出射窗内部，形成内靶结构。
优选地，所述扫描盒还设有用于冷却靶和电子束出射窗的冷却水路。
优选地，在所述扫描磁铁工作时，通过控制供应给所述扫描磁铁的扫描电流，使经扫描的电子束的扫描中心相对于所述电子加速器所产生的电子束的方向偏转。
本发明还提供了一种辐照装置的控制方法，所述辐照装置包括电子加速器、与所述电子加速器相连接的扫描盒、以及用于控制由所述电子加速器产生的电子束的扫描磁铁，并且所述扫描盒设有靶和电子束出射窗，所述控制方法包括以下步骤：a).在所述扫描磁铁不工作时，使所述电子加速器产生的电子束射到所述靶上产生X射线，从而所述辐照装置输出X射线；b).在所述扫描磁铁工作时，通过向所述扫描磁铁供应偏转扫描电流，使经扫描的电子束偏转后通过所述电子束出射窗，从而所述辐照装置输出扫描电子束。
(三)有益效果
本发明所述的可双源引出的辐照装置的优点和积极效果是：本发明结构包括电子直线加速器、扫描盒、靶和电子束出射窗，集成了现有的电子束引出式辐照装置和X射线引出式辐照装置的功能于一体，当扫描磁铁工作时，辐照装置引出电子束流；当扫描磁铁不工作时，则引出X射线。即本发明的装置可以引出电子束和X射线两种辐照源，以满足不同体积的辐照物品对象的加工要求。利用本发明所述的可双源引出的辐照装置可以在几乎不增加成本的情况下扩大应用范围，同时由于扫描磁铁如果在引出电子束的方式中发生故障，即扫描磁铁不工作时，则电子束沿前向打靶产生X射线，不会对电子束出射窗产生损害，***的安全性能高，有利于提高本发明可双源引出的辐照装置的寿命和利用率。
附图说明
图1是现有的电子束引出式辐照装置的结构示意图；
图2是现有的X射线引出式辐照装置结构示意图；
图3是本发明所述可双源引出的辐照装置的第一种实施例的结构示意图；
图4是本发明所述可双源引出的辐照装置的第二种实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，进一步详细说明本发明所述的可双源引出的辐照装置的具体实施方式，但不用来限制本发明的保护范围。
实施例1
本发明所述的可双源引出的辐照装置，包括电子直线加速器1、通过法兰2安装在电子直线加速器1上的扫描盒4，在扫描盒4上与电子直线加速器1连接位置处安装有扫描磁铁3，在扫描盒4上正对电子直线加速器1出束位置设有靶7，靶7由钨或者钨合金等重金属材料制成，在扫描盒4上靶7的左侧或右侧设有由例如钛的金属箔制成的电子束出射窗10。图中所示扫描盒呈三角形，但扫描盒的形状并不受限制，可以是任何合适的形状。本发明的可双源引出的辐照装置中，扫描磁铁3的扫描方式为单向扫描，即扫描电流全部为正或全部为负，该扫描电流可以由原双向扫描电流叠加一个正向或者负向电流获得。该单向扫描方式由现有技术即可完成。靶7位于电子束流5的正前方，电子束出射窗10位于电子束流6的正前方。本发明中的扫描盒4为双源引出扫描盒，同时具有两个引出窗口，扫描磁铁3不工作时，电子束流5方向沿原加速器出来的电子束流方向，电子束流5打靶7产生X射线，引出X射线；扫描磁铁3工作时，电子束偏移原电子束流5方向而在其一侧扫描开，形成电子束流6被扫描成线型束流，经电子束出射窗10引出电子束。在扫描盒4底部安装有用于冷却靶7和电子束出射窗10的冷却水回路9，其中冷却水回路9通过冷却水入口8、冷却水出口12外接冷却水***。
实施例2
该实施例中，靶7为设置在电子束出射窗10内部的内靶结构，扫描磁铁3不工作时，电子直线加速器1产生的电子束流5打靶7产生X射线，X射线经过电子束出射窗后引出，因为电子束出射窗很薄，为几十微米，X射线在电子束出射窗上的能量沉积很微小，可以忽略，X射线不会损害电子束出射窗，电子束出射窗也不会影响X射线；扫描磁铁3工作时，电子直线加速器1产生的电子束偏移原电子束流方向而在其一侧扫描开，形成偏移的电子束流6被扫描成线型束流，经电子束出射窗10引出电子束。
以上为本发明的最佳实施方式，依据本发明公开的内容，本领域的普通技术人员能够显而易见地想到的一些雷同、替代方案，均应落入本发明保护的范围。
Claims (7)
1.一种辐照装置，包括电子加速器(1)、与所述电子加速器(1)相连接的扫描盒(4)、以及用于控制由所述电子加速器(1)产生的电子束的扫描磁铁(3)，其特征在于，所述扫描盒(4)包括靶(7)和电子束出射窗(10)，从而在所述扫描磁铁(3)不工作时，电子束射到所述靶(7)上而产生X射线来输出，而在所述扫描磁铁(3)工作时，经所述扫描磁铁(3)单向扫描的电子束通过所述电子束出射窗(10)输出。
2.根据权利要求1所述的辐照装置，其特征在于，所述靶(7)设置在电子加速器(1)所产生的电子束(5)的正前方。
3.根据权利要求2所述的辐照装置，其特征在于，所述电子束出射窗(10)位于靶(7)的左侧或者右侧。
4.根据权利要求2所述的辐照装置，其特征在于，所述靶(7)设置在电子束出射窗(10)内侧，形成内靶结构。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的辐照装置，其特征在于，所述扫描盒(4)还设有用于冷却靶(7)和电子束出射窗(10)的冷却水路(9)。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的辐照装置，其特征在于，在所述扫描磁铁(3)工作时，通过控制供应给所述扫描磁铁(3)的扫描电流，使经扫描的电子束的中心相对于所述电子加速器(1)所产生的电子束(5)的方向偏转。
7.一种辐照装置的控制方法，所述辐照装置包括电子加速器(1)、与所述电子加速器(1)相连接的扫描盒(4)、以及用于控制由所述电子加速器(1)产生的电子束的扫描磁铁(3)，并且所述扫描盒(4)包括靶(7)和电子束出射窗(10)，所述控制方法包括以下步骤：
a).在所述扫描磁铁(3)不工作时，使所述电子加速器(1)产生的电子束射到所述靶(7)上产生X射线，从而所述辐照装置输出X射线；
b).在所述扫描磁铁(3)工作时，通过向所述扫描磁铁(3)供应偏转扫描电流，使经所述扫描磁铁(3)单向扫描的电子束偏转后通过所述电子束出射窗(10)，从而所述辐照装置输出扫描电子束。
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