阅读说明：本技术 一种基于电子加速器的多用途终端 (Multipurpose terminal based on electron accelerator ) 是由 宋玉收 柳若琦 侯英伟 胡力元 刘辉兰 于 2020-03-19 设计创作，主要内容包括：本发明一种基于电子加速器的多用途终端,包括辐照靶室、靶室内部的可移动靶、靶室后方的X射线转换靶、控制系统以及数据处理系统；所述辐照靶室为圆柱筒体结构且设置有分支管道,所述控制系统设置在辐照靶室内,所述控制系统包括提升装置和固定装置,所述可移动靶顶端通过提升装置与辐照靶室的顶部相连接,使用时通过操纵提升装置实现辐射靶的收起和放下,通过操纵固定装置使辐射靶保持位置稳定；本发明既可作为单独的辐照靶室使用,也可利用高能加速电子与重靶的轫致辐射作用产生的X射线进行CT成像操作。辐照模式种类多样且转换灵活,既节约了机器采购成本,又提高了实验操作的灵活性。本发明的多用途终端可以广泛的应用于核辐射相关实验中。(The invention relates to a multipurpose terminal based on an electron accelerator, which comprises an irradiation target chamber, a movable target in the irradiation target chamber, an X-ray conversion target behind the irradiation target chamber, a control system and a data processing system, wherein the movable target is arranged in the irradiation target chamber; the irradiation target chamber is of a cylindrical barrel structure and is provided with branch pipelines, the control system is arranged in the irradiation target chamber and comprises a lifting device and a fixing device, the top end of the movable target is connected with the top of the irradiation target chamber through the lifting device, the radiation target is folded and put down by operating the lifting device when the irradiation target chamber is used, and the radiation target is kept stable in position by operating the fixing device; the invention can be used as a single irradiation target chamber, and can also carry out CT imaging operation by utilizing X rays generated by bremsstrahlung action of high-energy accelerated electrons and heavy targets. The irradiation modes are various in types and flexible in conversion, machine purchasing cost is saved, and flexibility of experiment operation is improved. The multi-purpose terminal can be widely applied to nuclear radiation related experiments.)

一种基于电子加速器的多用途终端

技术领域

本发明属于利用核辐射进行探测和成像技术领域，具体涉及一种基于电子加速器的多用途终端。

背景技术

电子加速器，是利用感生电场来加速电子的一种装置，常用来产生、加速、引出电子束流用于辐射加工领域。一套电子加速器设备通常由束流产生装置、束流加速装置、束流引出装置、控制装置及其他辐射装置组成。随着电子加速器技术的不断发展，电子辐照技术正在应用于越来越多的研究领域，如工业γ射线探伤、工业生产中的材料改性、改进食品性状、低能光核反应的研究、医疗研究等等，也可用作活化分析及其他方面的辐射源。

辐照靶室是目前辐射探测实验中广泛应用的设备之一，常应用于模拟各种辐照环境进行物质性质的检测和各种辐照产物如俄歇电子、X射线等的观测。

工业CT是指应用于工业中的核成像技术。其基本原理是，由于辐射在被检测物体中的减弱和吸收特性与物质对辐射的吸收本领和物质性质有关，所以利用放射性核素或其他辐射源发射出的、具有一定能量和强度的X射线或γ射线在被检测物体中的衰减规律及分布情况，就有可能由探测器陈列获得物体内部的详细信息，最后用计算机信息处理和图像重建技术，以图像形式将其显示出来。目前利用电子加速器和轫致辐射转换靶能够将高能电子束转化为X射线并应用于工业CT成像，这一方法正受到广泛的应用。

但现存的技术或设计普遍只能实现上述两种功能中的某一种，存在着实验性能单一，适用性较差的缺点，设备功能具有较大的局限性。而在实际操作中大部分的科研实验室需要针对不同的实验研究内容选用不同的辐照手段，因此目前现有的装置大大增加了实验操作的繁琐性和成本，进一步拖延了实验研究的进展。于是，面对这种现状，需要有一种可以将不同辐照手段组合起来并可以依据实验需要方便灵活的进行辐照模式转换的多功能设备终端。

发明人不知道上述领域中的现有技术解决方法，提供了一种多用途的电子加速器终端，用于将辐照靶室、轫致辐射转换靶作CT成像等若干功能组合更加便捷的在终端上完成。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既可作为单独的辐照靶室使用，也可利用高能加速电子与重靶的轫致辐射作用产生的X射线进行CT成像操作的基于电子加速器的多用途终端。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：

一种基于电子加速器的多用途终端，包括辐照靶室、靶室内部的可移动靶、靶室后方的X射线转换靶、控制系统以及数据处理系统；所述辐照靶室为圆柱筒体结构且设置有分支管道，所述控制系统设置在辐照靶室内，所述控制系统包括提升装置和固定装置，所述可移动靶顶端通过提升装置与辐照靶室的顶部相连接，使用时通过操纵提升装置实现辐射靶的收起和放下，通过操纵固定装置使辐射靶保持位置稳定。

所述X射线转换靶的靶材选用为钨，靶材厚度选取为2.5mm；

还包括探测器，所述探测器放置在辐照靶室的分支管道中。

本发明的有益效果在于：

本发明既可作为单独的辐照靶室使用，也可利用高能加速电子与重靶的轫致辐射作用产生的X射线进行CT成像操作；辐照模式种类多样且转换灵活，既节约了机器采购成本，又提高了实验操作的灵活性；本发明的多用途终端可以广泛的应用于核辐射相关实验中。

本发明所描述的一种基于电子加速器的多用途终端的优点在于：该设备可以根据不同实验的技术要求，通过对可移动辐射靶的收起或放下的操作，方便简洁的实现辐照模式的转换。一套设备终端，可以满足实验中需要的多种功能，极大的提高了设备的灵活性，节约了设备购置的成本。

附图说明

图1为辐射靶室的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

本发明的目的在于公开一种新型的基于电子加速器的多用途终端。

为了提高设备在实验中的实用性、增加实验设备功能的多样性和灵活性并降低实验准备阶段设备购置的成本，本发明提供了一种实验用终端设备的新思路：一种基于电子加速器的多用途终端，其功能包括一个主要设备为轫致辐射转换靶的能将高能电子束进行转码为X射线的CT终端和一个装配有可移动辐照靶的靶室。本发明中的设计，保证了一台设备两种功能的按需选择，即可以在实验过程中根据实验需要单独实现终端功能中的任意一种。

CT终端的主要组成部件是一个固定在靶室后方的重靶，结构如图1(3)所示。靶采用钨材质，直径为10cm，靶厚为2.5mm。此种条件保证了杂散电子的产额几乎可以忽略，而出射X射线的平均能量仍处于较高水平，有利于实验的进行。经过电子加速器的脉冲电子束，在与轫致辐射靶作用后能够产生具有高剂量的、连续的X射线，可应用于CT成像等领域的试验研究中。在实验中应用该轫致辐射转换靶做CT成像操作时，需要通过操纵提升装置，将辐照靶室中的可移动靶收起，然后将经电子加速器加速的高能电子束流从靶室的入射支引入，再由出射支引出，穿过靶室后瞄准轫致辐射转换靶，与之发生相互作用产生X射线并对物体进行成像操作。

设备的另一个主要组成部件靶室的结构如图1(1)(2)所示。为了能够在实验中方便的使用终端的两大功能，本发明将位于前侧的靶室中的辐射靶设计为可移动的形态，靶的支撑定位架悬挂在筒顶盖上，可以通过提升和降低靶位支架来实现靶收起和放下的操作。靶室本体为高1m、直径1.5m的圆柱筒体，并且在筒体的上方留有足够的空间，以供辐射靶根据实验的需要进行移动。筒体前端通过金属管道与加速器束流管道相连接，后端同样连有一个金属管道用于向后方引出脉冲电子束。除此之外，在筒体的两侧还设置了一些分支管道，可以依据实验的需要放置探测器以用于辐照产物的观测。另外，靶室的底部接有高真空抽气管，连接在抽气泵上，可以满足某些实验中对真空靶室的需求。在利用辐射靶室进行实验操作时，需要通过操纵提升装置，将辐照靶室中的可移动靶放下，然后将经电子加速器加速的高能电子束流从靶室的入射支引入，与靶发生相互作用后再由出射支引出。

以下提供本发明：一种基于电子加速器的多用途终端及其实施方法的具体实施方式，共提供若干实施例，但本发明不限于所提供的实施例。

实施例1

一种基于电子加速器的多用途终端，包括一辐照用靶室、一靶室内部的可移动靶、一靶室后方的X射线转换靶以及数据处理系统。

本实施例中需要单独用到设备中的辐照靶室进行辐照模拟。

使用时：

(1)需要操纵提升装置将靶室中的可移动辐射靶放下，并保证靶室密封。

(2)将经由电子加速器加速后的电子由靶室前侧的入射支引入靶室，通过辐射靶后由靶室后侧的出射支引出靶室。

(3)靶室的两侧设置的小分支中根据实验的需要放置相应的探测器，用于进行实验产物(如俄歇电子、X射线等)的观测。

(4)测量数据经由供电盲板外接到数据系统进行数据处理和分析。

实施例2

一种基于电子加速器的多用途终端，其结构与实施例1中所描述的相同。

不同之处在于本实施例中需要单独使用设备中的X射线转换靶，转换靶选用钨材质，厚度为2.5mm左右，此时杂散电子的产额几乎可以忽略，而出射X射线的平均能量仍处于较高水平，有利于实验的进行。

使用时：

(1)要通过操纵提升装置，使靶室中的可移动辐射靶处于收起的状态。

(2)实验时钨靶、工业探伤产品、CT成像设备在靶室筒体后方依次排列放置。

(3)经由电子加速器加速后的电子经由靶室前侧的入射支射入靶室后直接由靶室后侧的出射支引出靶室，并与位于靶室后侧的辐射转换靶相互作用发生轫致辐射，发出X射线。

用此X射线作CT成像。

本发明多用途终端既可作为单独的辐照靶室使用，也可以利用经电子加速器加速的高能电子束与轫致辐射转换靶作用产生的X射线进行CT成像操作。实现了一种设备两种功能的按需选择。可以利用辐照靶室模拟各种实验需要的辐照条件，从而研究不同辐照条件下物质特性的变化。利用经电子加速器加速的高能电子束与轫致辐射转换靶作用产生的X射线在被检测物体中的衰减规律及分布情况，可以获得物体内部的详细信息，再通过计算机信息处理和图像重建技术，可以实现工业CT成像操作。基于电子加速器的多用途终端，其组成结构由前到后依次为一个装配有可移动辐射靶(2)的大型辐照靶室(1)、一个轫致辐射转换靶(3)以及一套数据处理和图像重建系统。所述的其中辐照靶室为一圆柱形筒体。靶室的内部设置有一套控制装置，包括提升装置和固定装置两部分。靶室内部悬挂有一辐射靶，辐射靶顶端通过提升装置与筒体的顶部相连接，使用时通过操纵提升装置实现辐射靶的收起和放下，通过操纵固定装置使辐射靶保持位置稳定；靶室筒体的前后方向各设置有一个分支管道供电子束通过；除此之外，筒体的两侧各设置有几个小分支，可以根据实验的不同要求放置不同的探测器，从而实现对产物的观测。所述的轫致辐射转换靶的靶材选用为钨，靶材厚度选取为2.5mm，因为此时杂散电子的产额几乎可以忽略，而出射X射线的平均能量仍处于较高水平，有利于实验的进行。利用轫致辐射转换靶产生的X射线，可进行CT成像操作。需要通过操纵提升装置使靶室内的移动靶放下并固定，同时根据实验中对不同待测物质的要求，选择不同的探测器放置在靶室筒体两侧的分支中。需要通过操纵提升装置使靶室内的移动靶收起并固定，从而使经电子加速器加速的高能电子束直接通过靶室，并与靶室后的钨靶作用产生X射线，应用于工业探伤等CT成像方面。

本发明涉及利用核辐射进行探测和成像技术领域，具体涉及电子加速器技术、轫致辐射转换技术和电子辐照技术等多种技术领域。本发明中设计的多用途终端既可作为单独的辐照靶室使用，也可以利用经电子加速器加速的高能电子束与轫致辐射转换靶作用产生的X射线进行工业CT成像操作。

综上所述：一种基于电子加速器的多用途终端，属于应用核辐射进行探测和成像技术领域。该系统包括一个辐照用靶室(1)、一个靶室内部的可移动靶(2)、一个靶室后方的X射线转换靶(3)、一套控制系统以及一套数据处理系统。既可作为单独的辐照靶室使用，也可利用高能加速电子与重靶的轫致辐射作用产生的X射线进行CT成像操作。辐照模式种类多样且转换灵活，既节约了机器采购成本，又提高了实验操作的灵活性。本发明的多用途终端可以广泛的应用于核辐射相关实验中。