高壓脈沖加速器應用領域

高壓脈沖加速器多用于光核反應和介子物理等方面的研究。同步輻射裝置作為性能良好的新型光源，在原子、分子物理、固體物理、表面物理、天體物理、化學、生物學、醫(yī)學、環(huán)境科學、能源科學、材料科學、光刻技術、顯微技術和光學標準計量等等許多科學技術領域里，得到越來越廣泛的應用。

1、具有從紅外線到硬X射線廣泛范圍內(nèi)的光滑連續(xù)譜。如使用單色器，可獲得一定波長的單色光。

2、輻射強度高，一個儲存環(huán)的輻射總功率常在數(shù)千瓦以上。

3、天然準直性好，其發(fā)散度一般小于1毫弧度。

4、輻射亮度高，一般比X射線轉靶的標識輻射亮度高10倍，比連續(xù)軔致輻射亮度高10倍。

5、具有天然的偏振性。在軌道平面上是完全偏振光，其電矢量平行于軌道平面。

6、潔凈度很高。因同步輻射是自由電子發(fā)光的，不產(chǎn)生其他粒子本底。

7、可實現(xiàn)脈沖化，脈寬可達0.01～1納秒或更短。

8、光通量、能量分布及偏振度等均可準確計算，并和實驗值很好地相符合，因此可做為標準光源。

高壓脈沖加速器具有束流強度高、能量可逐節(jié)增加等優(yōu)點，缺點是需要昂貴的高頻、微波功率源。而且高壓脈沖加速器的優(yōu)點是從零速開始加速很方便，絕大部分回旋加速器的起始加速段（注入器）都是高壓脈沖加速器；而且加速重粒子在能量損失方面比起同步加速器來說比較有優(yōu)勢，因為重粒子偏轉需要的向心加速度更大；另外事實上都造到很大的時候高壓脈沖加速器反而比較不占地方。

高壓脈沖加速器是采用高頻電場來加速粒子的。高壓脈沖加速器既能加速質(zhì)子和重離子，也能加速電子，加速質(zhì)子的稱為質(zhì)子高壓脈沖加速器，加速電子的稱為電子高壓脈沖加速器。質(zhì)子高壓脈沖加速器的能量從幾十到幾百兆電子伏。電子高壓脈沖加速器的能量可從幾兆到幾十兆電子伏。高壓脈沖加速器可作為高能加速器（或對撞機）的注入器，此外在醫(yī)療和工業(yè)探傷方面也有廣闊的應用前景。

質(zhì)子高壓脈沖加速器一般采用高頻電場來加速。加速器的外殼是1-2米的大圓筒，內(nèi)壁是銅制成的，光潔如鏡。沿加速腔的軸線方向，裝有好多個金屬圓管，稱為漂移管。漂移管之間的間隙稱為加速間隙。漂移管一個比一個長，而間隙也是一段比一段大。當施加高頻電源后，在加速間隙中產(chǎn)生較高的高頻電場。我們知道，高頻電場的方向和大小是隨時間迅速變化的，漂移管設計得很巧妙，它好像一個個“防空洞”，洞中設有高頻電場，當粒子的飛行方向與電場方向相同時則使粒子加速，當粒子飛行方向與電場方向相反時，粒子正好躲在“防空洞”中，而不會受到電場反向造成的減速；當電場方向又變得和粒子飛行方向一致時，粒子剛好從前一個“防空洞”出來，在第二個加速間隙中得到加速，電場改變時，又正好躲在下一個“防空洞”。就這樣粒子每經(jīng)過一個加速間隙就受到一次加速，經(jīng)過若干個這樣的間隙，就能使粒子具有較高的能量。

1、定期記錄機器的電氣參數(shù)

一些原始數(shù)據(jù)的記錄，有助于提供機器穩(wěn)定性檢查，及時發(fā)現(xiàn)隱患。主要的參數(shù)有：鈦泵電流、加速管電流、加速管燈絲電流、加速管燈絲電壓、磁控管燈絲電壓、磁控管燈絲電流、磁控管電流及波形、充電電流波形及電流。這些參數(shù)可作維修參考，并作為加速管、磁控管壽命判斷依據(jù)。

2、定期更換冷水機內(nèi)的冷卻水

每半年更換一次水系統(tǒng)的蒸餾水，清洗或更換過濾器，水路不通暢、水壓低可導致加速器輸出劑量率減少，影響磁控管、加速管（靶）的壽命。

3、更換真空管應注意的問題

更換閘流管，注意：在關機一段時間后，等管冷卻，插拔管要托住其底部，防止玻璃破裂；注意管的冷卻風扇正常工作，否責嚴重影響其壽命，管燈絲電壓不能小于6V。

更換磁控管應注意以下幾個容易忽略的問題：輸出波導的新舊型號的尺寸；安裝螺絲的質(zhì)量；注意水冷卻銅管不能亂扳（可用加熱后冷卻的方法軟化）；不能用鋼鐵工具敲磁鋼；橡膠墊圈的質(zhì)量和大小。

更換加速管應注意：拆下管前，先記下四周3個調(diào)節(jié)對稱性的螺絲的位置及相應的調(diào)節(jié)量（縫隙），這樣在裝入新管后其對稱不會偏差太大、調(diào)節(jié)容易；同樣注意不要亂板其冷卻銅管，小心漏水；把燈絲高壓線換掉，保證其性能；注意把鈦泵的磁鋼裝上；若鈦泵不工作，加速管將因真空惡化損壞。

高壓脈沖電場近幾年的成就

高壓脈沖電場是近年來研究較多的食品非熱處理技術之一，目前還未有衡量殺菌效果的統(tǒng)一指標，國內(nèi)外也未見關于高壓脈沖電場與冷凍濃縮相結合的工藝報道。本文以大腸桿菌為研究對象探討了溫度、電導率以及脈寬對高壓脈沖電場殺菌效果的影響；在熱力殺菌F值理論的基礎上，引入高壓脈沖電場F值理論，以大腸桿菌O157：H7為目標菌，進行殺菌效果統(tǒng)一指標的探索，并將此理論應用于冷凍濃縮西瓜汁的殺菌處理；比較-18℃貯藏溫度下冷凍濃縮PEF處理西瓜汁、熱處理西瓜汁與西瓜原汁各理化指標的變化及感官評價；結果如下： 1.隨著溫度的升高，殺菌效果也有一定的增強，但不具有顯著性。電導率對殺菌效果影響不顯著，高電導率反而會使處理后樣液溫度升高，增加無效能耗。在研究電導率對殺菌效果影響的同時，本文還研究了溫度對電導率的影響，結果表明其影響是顯著的。隨著溫度的降低，牛奶電導率可降到0.48 ms/cm，且不同濃度對低溫狀態(tài)下的牛奶電導率影響不顯著。溫度對濃縮果汁的電導率影響很大，在低溫情況下，電導率<1 ms/cm。能夠通過控制溫度來控制濃縮果汁電導率的大小，以達到高壓脈沖電場殺菌條件。研究還表明流速為30 mL/min時，脈寬對大腸桿菌殺菌效果影響不顯著。 2.首次引入場強致死率LR=10(E-ER)/Z，建立高壓脈沖電場F值理論，用致死率曲線下的面積來描述致死性。以26.7 kV/cm為參考場強，其D26.7=136μs，Z(耐場強常數(shù))=22.4 kV/cm，計算某一特定場強下理論致死時間。將其與實際致死時間比較，結論是二者相差不大，且實際時間要比理論時間稍長，符合實際情況。 3.將高壓脈沖電場F值理論計算出的理論操作參數(shù)應用于冷凍濃縮西瓜汁殺菌處理，結合冷凍濃縮技術實現(xiàn)了低溫下對西瓜汁的殺菌處理，其微生物指標達到國家標準。冷凍濃縮果汁處理獲得的電壓要明顯高于西瓜原汁，且電流遠遠小于西瓜原汁。從溫升角度來看，冷凍濃縮果汁也要優(yōu)于西瓜原汁，溫升小，減少了能量耗散，得到更高的經(jīng)濟效益。從貯藏期間各理化指標的比較發(fā)現(xiàn)，pH值，固形物含量變化不大，總糖含量也保持不變，而Vc含量都有降低。對不同處理方法得到的果汁進行感官評定，結果顯示冷凍濃縮 PEF處理的果汁更接近于原汁，而熱處理果汁評價結果會差一些。

種子是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上最基本的生產(chǎn)資料,種子的活力影響到植物的整個生命過程.通過不同途徑保持和提高種子的生命力,不僅是一個值得探討的生物學問題,而且在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有現(xiàn)實意義.隨著分子生物學和細（略）展,生物細胞的電磁特性及電磁效應（略）理因素特別是外界電磁場對生物體影響的研究越來越受到重視. 利用高壓脈沖電場(PEF)處理種子試驗條件可控性強,費用低,是一種簡便有效的提高種子活力的方法.本研究首次將PEF技術應用到蔬菜陳種子的萌發(fā)和植株生長上,研究了電場強度、處理時間（略）量對種子萌發(fā)的影響,以及PEF對于辣椒抗冷性和抗旱性的影響,并探討了PEF對其作用的機理.經(jīng)過大量試驗研究可以得出,（略）理蔬菜陳種子可以提高陳種子中抗氧化酶的活性,降低種子膜的透性和膜脂的過氧化作用,促進陳種子的萌發(fā).通過試驗建立了數(shù)學模型,得出最佳的參數(shù)組合,為PEF技術應用于蔬菜生產(chǎn)提供了理論和實踐的基礎.