电子加速器及其应用领域

1 国外电子加速器发展

       英国科学家柯克罗夫特和爱尔兰科学家沃尔顿在1932年建成世界上第一台直流加速器 ——— 直流高压加速器 。1933 年美国科学家范德格拉夫发明了静电加速器 。这两种加速器都属直流高压型，能量最高只能到 10MeV。1932 年美国科学家劳伦斯建成了回旋加速器，通过它获得了人工放射性同位素 。1952 年柯隆李温斯顿和史耐德发表了强聚焦原理的论文，使加速器能够获得更高的能量。之后，强聚焦原理在环形或直线加速器中被普遍采用。1940 年世界上第一个电子感应加速器诞生，其能量可以达到 100MeV。1960 年陶歇克首次提出了采取两束加速粒子对撞的方式， 用于高能反应或新粒子的产生， 并通过对掩机上的实验验证了这一原理 。至今全世界已建成1300 多台电子辐照加速器。美国、俄罗斯 、日本、法国 、比利时等多个国家能够生产电子辐照加速器。

       国外辐射加工产业的电子辐照加速器发展呈现如下特点：
（1）电子辐照加速器装置在数量上大幅度增加的同时， 产品质量在不断提高， 结构紧凑，易操作，维修方便，并且长期运行稳定性 、可靠性及智能化水平等有明显提高；
（2）电子辐照加速器向低能段和高能段延伸，地那米电子加速器从500kV至 5.5MeV、60-100mA ；梅花瓣型电子加速器能量10MeV、功率 500-700kW 已进入市场；
（3）新型电子辐照加速器研发成功。法国帕莱索技术研究所研发成功桌面型电子加速器；美国 RPC公司研制成功的 "宽束机"全新型多灯丝电子帘加速器； 俄罗斯成功地研发出EA10/10 型环形电子加速器，其能量 5-10MeV ，电子束流 5-10mA, 束功率 25-100kW 可

调。
 

2我国电子加速器的发展

       我国目前主要的电子加速器研制生产单位超过10 家，电子加速器生产有了长足的进步 。

上海应用物理研究所， 主要产品有以下几类：

1)EBS-300-15 电子帘加速器 。能量 0.3MeV，束流 50mA，应用于橡胶硫化和表面固化等领域。

2)DGB-0.8 烟气脱硫脱硝电子加速器， 最高能量 0.8MeV，束流 300mA，扫描宽度 2000mm，应用于水处理和燃煤烟气脱硫脱硝。
3)高频高压加速器。能量 1.5-5.0MeV，束流 20～40mA，扫描宽度 900～1200mm，广泛应用于电线电缆和热缩材料辐射交联，以及食品保鲜 、医疗用品消毒 、海关检疫等领域 。

 

中国原子能科学研究院，主要产品有以下3 种：

1)自屏蔽式电子束灭菌加速器 。能量为 2-2.5MeV ，平均束功率大于 1．0Kw，具有自屏蔽 、体积小、重量轻 、生动化程度高 、工作稳定的特点 。能将邮件中的生物细菌灭杀，还可用于医疗用品的辐射消毒灭菌和食品保鲜等方面。
2)工业无损探伤加速器 。工业无损探伤直线电子加速器， 能量 2-9MeV ，经转换成x射线后探伤范围达 38-380mm ，广泛应用于工业无损探伤。
3)高能大功率电子加速器 。最高能量达 10MeV，功率达到 15kw。可广泛应用于医疗用品消毒 、食品保鲜 、海关检疫等领域 。

3 电子加速器的应用 3.6 辐射透视成像  
辐射透视成像技术主要应用在大型医疗设备检查和大型安检系统方面。
X射线影像的形成，是基于以下三个基本条件：
首先，X线具有一定的穿透力，能穿透不同的物质结构；第二，被穿透的物质结构，存在着密度和厚度的差异，X线在穿透过程中被吸收的量不同，以致剩余下来的X线量有差别；第三，这个有差别的剩余X线，经过高效半导体探测器的接收转化为电信号，这些很弱的电流信号被直接量化，通过通用串行总线传送到工业控制计算机作进一步处理，经过复杂的运算和成像处理后得到高质量的图像。