mw工业辐照用速调管会议修改

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1、5.5MW工业辐照用速调管史海如，周红艳（湖北汉光科技股份有限公司,湖北，孝感，432100）A5.5MWKlystronforIndustryIrradiationShiHai-ru,ZhouHong-yan（HubeiHanguangTechnologyCompanyLimited(Co,.Ltd.)，Hubei,Xiaogan,432100）Abstract:Inthispaper,a5.5MWklystronforindustryirradiationwillbeintroduced.Itwillpaymoreattentiontothedetailsofinputreso

2、nantcavityandsomestructuredesign.Thepreliminarytestresultwillshow.Keywords:5.5MWklystron;Industryirradiation摘要：本文介绍了一种5.5MW工业辐照用速调管。较详细介绍了输入腔和部分结构设计。给出了初步测试结果。关键词：5.5MW速调管；工业辐照一、引言利用低能辐照加速器对食品、材料等进行辐照加工处理，在国外已经有相当规模的发展。但是在我国这一物理应用还处于兴起阶段。和低能辐照加速器配套的关键部件，如：速调管、加速管等，特别是脉冲输出功率为5.5MW速调管只在个别研究所进行小量

3、生产。我公司原生产的HK-1型速调管经改型后，也仅在浙江宁波超能公司应用，虽然运行时数达到10000小时以上，平均功率达到指标20KW左右，但是其脉冲功率高，整机效率低。对于加工量不是很饱满的用户，在经济上不是很合适。为了推动我国日益发展的低能辐照工业，并满足我国低能辐照加速器速调管的需求，我公司逐步推出5.5MW工业辐照用速调管系列。本文介绍的5.5MW工业辐照用速调管就是其中一种。二、基本技术指标脉冲电压：135KV脉冲电流：88A效率；≥43%脉冲输出功率：≥5.5MW脉冲重复频率；250Hz高频包络宽度：7.5μs三、部分参量的确定1、直流电子注电导===0.651×10姆

4、欧2、计算直流电子注电子速度和电子注传播常数电子速度=5.9410=5.9410=2.1810厘米/秒5轴向传播常数====0.8227径向传播常数===0.5653、直流电子注平均半径的选取根据有关资料选取≈1时，即归一化间隙电压0.264时可获得较高效率==2.3710试选：0.324、漂移管半径的确定选=0.8=0.32==0.4=0.7厘米5、电子负载的计算由=0.658查曲线得=0.048=3.125106、输入腔外观品质因数的选择A、根据《大功率速调管设计手册》介绍，应保证在中心频率处，输入速调管的高频能量全部为电子注和谐振腔所吸收，此时增益最高，即：=+式⑴式中、、分

5、别为输入腔的外观品质因数、固有品质因数和电子负载品质因数。=式⑵5如果R/Q=72那么=445若略去腔壁损耗、谐振回路的损耗即为。在直流电子注负载电阻和外负载电阻相等时，谐振腔取得最大效率（或增益）。就是说整个回路损耗增加一倍。此时回路热态有载品质因数为的一半。则式⑴变为：=2式⑶如果输入腔外观品质因数=175，则：==175/2=87.5===288.4则冷态驻波比===1.6===175热态驻波比===1.0B、考虑到目前同轴结构输入系统，要求冷态驻波比做得很小尚有困难。作为一般情况，应考虑输入速调管的高频能量部分为电子注和谐振腔所吸收，则有：=++如果冷态驻波比为5，=175

6、，则：==5=5175=875===295由于结构确定后，当速调管输入端冷态驻波比变化时，由于固有品质因数不变化，因而外观品质因数将有较大变化。==5为了比较，将从速调管输入端测得的冷态驻波比设为5、8、10、20时，并将计算的相关数据列于下表58102017510987.543.75145.897.279.541.7109.879.667.538.11.692.713.376.74设P为谐振腔和电子负载吸收的功率，由微波技术可知P=1-为谐振时反射系数的模设输入到速调管输入端的微波功率为P，并设为1。将上表中输入端驻波比变化引起的P变化，计算后列表如下PP电压驻波比电压驻波比（D

7、B）反射系数的模10.93451.694.560.25710.78782.718.660.46110.706103.3710.550.54210.449206.7416.570.742注：电压驻波比用分贝表示的计算公式为电压驻波比=20log(DB)从速调管输入端到管子的输能装置，一般是通过一段同轴电缆、输入接头连接。从上表中可以看出，如果从速调管输入端口测得的冷态驻波比在10以内，那么损失的功率在30%以内，基本可以满足使用要求。所以，有资料显示速调管输入冷态驻波比