辐照加工电子散束装置研究

发布时间：2021-07-10 01:32

　　电子束辐照是辐照加工的重要方式,辐照面积与辐照均匀度是评估辐照加速器辐射产品质量好坏的两个重要指标。传统的辐照加速器磁场系统往往采用电磁铁扫描方式,辐照面积与均匀度效果往往不是特别理想。本文研究和设计了一个基于四极磁铁原理的辐照加工电子散束装置,设计构建出一种特殊的位形磁场进行散束代替原有的扫描方式,使电子束团均匀的散开,增大辐照面积与辐照均匀度,避免电子束团过于集中而使钛窗被烧坏。首先从理论仿真上利用专业的电磁仿真软件Ansoft建模,设计出一种特殊的位形磁场。从受力分析和方程式的推导两个方面总结出电子束团在四极磁铁中的运动规律,再通过不同磁极结构下的磁场对比,得出对磁极结构优化的方案。再根据束流动力学理论,详细分析电子的运动微分方程式,并采用经典的Runge-Kutta四阶方法对其微分方程组求解,利用数值分析软件Matlab编写程序,模拟得出电子束团的运动轨迹。根据其仿真结果,再次添加一个八极磁铁优化设计的电子散束装置,使辐照面积与均匀度都能达到理想的指标。而且验证了通过调节电子散束装置的各个参数,能够使处于不同能级的电子束团都能有良好的散束效果。最后在理论上进行了误差分析并且提出... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 辐照加速器系统结构简介
    1.3 国内外研究现状
    1.4 研究目的、意义及主要研究内容
        1.4.1 研究目的及意义
        1.4.2 主要研究内容及总体框架
2 辐照加速器磁场系统研究与设计
    2.1 电子束电磁扫描装置
    2.2 扫描磁铁电源
    2.3 带电粒子在四极磁铁中的运动规律
    2.4 特殊位形磁场的设计与分析
    2.5 本章小结
3 电磁散束装置束流动力学仿真
    3.1 束流动力学理论
    3.2 仿真结果与分析
    3.3 电磁散束装置的优化
    3.4 本章小结
4 电磁散束装置的一般性研究
    4.1 磁极结构对均匀度的影响验证
    4.2 不同能级下的通用性验证
    4.3 误差分析与相应的解决方法
    4.4 本章小结
5 全文总结展望
    5.1 全文工作总结
    5.2 未来工作展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
[1]Runge-Kutta法在求解微分方程模型中的应用[D]. 秦军.安徽大学 2010
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本文编号：3274908