電磁感應加速器包括：
基本介紹
- 中文名：電磁感應加速器
- 外文名：rheotron
- 結構構成：內部和外部環圈感應體
產品分類,主要技術,
產品分類
內部和外部環圈感應體，所述感應體相互間隔一預定間隔，並且其內側和外側同軸且平行布置，以便沿軸向感生感應磁場；槽道，該槽道在內部和外部環圈感應體之間包括與內部和外部環圈感應體接觸的電介質層，並且由電介質層之間的磁場感生二次電流到該槽道中；以及放電線圈，該線圈將脈衝能量供送到槽道中，並產生電漿。
主要技術
提高流強和峰功率
提高流強和峰功率涉及高功率脈衝功率技術、加速組元、強流束輸運、強粒子束源等眾多技術的提高和創新。主要經過前20年的發展，流強和峰功率得到了大幅的提升。例如，美國ATA加速器的電子束流強達10kA，峰功率達500GW，平均功率也達1MW，滿足了當時自由電子雷射研究和帶電粒子束在大氣中傳輸研究的需要。又如，前蘇聯的徑向傳輸線型LIU-30加速器的電子束流強高達100kA，峰功率高達4TW，用於核武器效應模擬。還有，美國的感應疊加器型HERMES-III加速器（19MeV、700kA、28ns）的電子束流強高達700kA，峰功率高達13TW，是世界上功率最強大的短脈衝γ射線模擬源，用於模擬核爆瞬時輻射對電子學和完整軍事系統的效應。以上三台加速器對直線感應加速器強流和高峰功率技術的發展具有里程碑意義。
高平均功率技術直線感應加速器
高平均功率技術直線感應加速器發展初期，平均重複率通常在大約100Hz以下，這主要是由於脈衝功率系統所用的充氣火花隙開關工作頻率的限制。上世紀80年代發展的磁開關技術是高平均功率技術的重大進展，它使直線感應加速器的重複頻率從大約100Hz一下躍升至幾kHz。採用磁開關技術建成的ETA-II加速器輸出的電子束不僅平均功率高達3MW，而且具有高峰功率（12GW）和好的束品質，用於產生高平均功率自由電子雷射和微波的研究，以及後來的許多科學研究。
束品質控制技術直線感應加速器
束品質控制技術直線感應加速器的許多套用如閃光X光照相、高功率微波、自由電子雷射、重離子聚變等，不僅要求強流和高功率，而且要求高的束品質，以滿足束聚焦、提高轉換效率等不同的要求。弱流情況下，沒有空間電荷的影響，實現高束品質相對容易；但在強流高功率情況下，空間電荷非線性力的影響及不穩定性影響嚴重，經過長距離加速、輸運後仍要保持高的束品質難度極大。束品質主要用束能散度，束髮射度及束的穩定性來表征。束品質控制技術要解決的問題是如何實現要求的低能散度、低束髮射度及抑制各種束不穩定性，這涉及解決一系列相關的物理和技術問題。大體從20世紀80年代後期開始，通過在高品質束源技術、寬平頂高電壓產生技術、低橫向耦合阻抗加速組元技術、低橫向場分量螺線管線圈技術、高精度磁軸準直技術、束心智慧型調諧技術、束不穩定性抑制技術等關鍵技術上的相繼突破，對強流電子束品質的控制技術逐漸走向成熟，取得明顯效果。例如，1999年建成的DARHT-I加速器採用了一系列束品質控制技術，束品質顯著提高，使X光焦斑直徑（50%MTF）減小到約2mm，這是同類加速器此前從未達到過的。但對重離子束品質的控制還很不成熟，由於重離子束始終是空間電荷占優的束，許多問題尚待解決。
固體開關調製器技術
固體開關調製器是使用固體開關的脈衝發生器。常用的半導體固體開關有場效應管（MOSFET）和絕緣柵雙極型電晶體（IGBT）。固體開關調製器的主要特點，首先是高重複頻率，可達幾MHz；其次是產生的脈衝格式（包括脈衝數量、極性、組合方式、形狀、幅度等）適應性強且精度高。已有不少固體開關調製器投入套用和研究工作，其中ARM-II是有代表性的一種，它可以2MHz的重複率輸出45kV、4.8kA的脈衝，且脈衝格式可以變化。
高頻磁芯材料技術
高頻磁芯材料技術加速組元能在幾MHz的高重複頻率下工作的關鍵是磁芯材料具有優良的高頻特性，即要求磁芯材料在幾MHz的高重複頻率下仍有足夠高的通量增量ΔB和每個脈衝激勵期間較為固定的導磁率μ，且損耗又足夠低。研究表明，微晶合金（Nanocrystallinealloy，商品名Finemet）和非晶金屬玻璃在MHz下仍具有優良的特性，滿足MHz重複頻率加速組元的要求，已在實際中套用。
高梯度絕緣體技術
高梯度絕緣體（HGI）由多層薄絕緣體和薄導體交替緊密疊壓構成，因此，高梯度絕緣體技術又稱為微疊層絕緣技術。這種微疊層結構沿面有利於抑制發射電子的雪崩過程，因而具有比普通絕緣體優異的擊穿特性，這已被實驗證實。微疊層導體間隔距離即絕緣層厚度對擊穿特性有顯著影響，實驗研究表明，隨絕緣層厚度減小，擊穿場強增加。高梯度絕緣體的表面擊穿場強比普通絕緣體顯著提高，在脈寬2ns到10μs範圍，比普通絕緣體大致提高5~6倍；當脈寬為100ns時，高梯度絕緣體表面擊穿場強約為350kV/cm（35MV/m），而普通絕緣體僅約為60kV/cm（6MV/m）。
