ICS 27.120.99 CCS F 991 安 34 3 徽 省 地 方 标 准 DB 34/T 376 67—20200 超 超导回旋加速 射 射频谐 谐振腔 腔技术 术管理 理要求 求 Suuperconduucting cycllotron —T Technical managem ment speciffications for f radio frequeency reson nant system m 2020 - 11 - 27 发布 发 2020 - 12 1 - 27 实施 实 安徽省市场 安 场监督管理 理局 发 布 DB 34/T 3767—2020 前 言 本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由合肥中科离子医学技术装备有限公司提出。 本文件由安徽省超导回旋加速器标准化技术委员会归口。 本文件起草单位：合肥中科离子医学技术装备有限公司、中国科学院合肥物质科学研究院、安徽省 质量和标准化研究院。 本文件主要起草人：陈根、侯小雨、宋云涛、陈永华、万玉洁、王永胜、陈平、杨思皓、李强、杨 庆喜、巢楚颉、张鑫、黄熙。 I DB 34/T 37767—2020 超 超导回旋 加速 射 射频谐振腔 腔技术管 管理要求 1 范围 本文件 件规定了超导回旋加速器射 射频谐振腔的 的术语和定义 义、设计要求 求、结构设计 计要求、工艺技 技术要求 和系统运行 行维护管理要求。 本文件 件适用于超导回旋加速器射 射频谐振腔的 的技术管理。 。 2 规范性引 引用文件 下列文 文件中的内容通过文中的规 规范性引用而 而构成本文件 件必不可少的 的条款。其中 ，注日期的引 引用文件， 仅该日期对 对应的版本适 适用于本文件；不注日期的 的引用文件，其最新版本 本（包括所有 有的修改单）适 适用于本 文件。 GB/T 11182 产品几 几何技术规范 范(GPS) 几何 何公差形状、方向、位置和跳动 GB/T 11804 一般公 公差 未注公差 差的线性和角 角度尺寸的公 公差 GB/T 334628 焊缝 缝无损检测 金属材料应用 金 用通则 DB34/TT 3240-2018 超导回旋加 加速器 谐振 振腔电压分布 布测试方法 DB34/TT 3241-2018 超导回旋加 加速器 谐振 振腔自动锻炼 炼方法 3 术语和定 定义 DB34/TT 3240-2018、DB34/T 32 241-2018界定 定的以及下列 列术语和定义 义适用于本文 文件。 3.1 高频电 电场 high frequency electric fieeld 频率在 在100kHz～300MHz的电场。 3.2 加速间 间隙 accelerating gap 射频谐 谐振腔体与D形结构板之间 形 间用于粒子加 加速的间隙。 3.3 真空窗 窗 vacuum window w 用于真 真空密封、隔离 离大气波导和 和真空波导，实 实现高功率微 微波在大气波 波导和真空波 波导之间传输 输的结构。 4 设计要求 求 4.1 结构 射频谐 谐振腔应包括 括腔体、D形结 结构板、支撑 撑杆、调谐机 机构、真空窗、传输线等 ，结构图参见 见附录A。 4.2 真空度 度 --4 射频谐 谐振腔所处区域真空度应不 不大于1×10 Pa。 4.3 2 温升 DB 34/T 3767—20200 射频 频谐振腔的进 进出口去离子 子水温度上升 升幅度应不大于15℃。 4.4 热变形 射频 频谐振腔的热 热变形量应不 不大于0.5 mmm。 4.5 频率漂移 射频 频谐振腔的频 频率漂移应不 不大于200 kHHz。 5 结构设计要求 腔体 5.1 5.1.1 组成 体主要由耦合 合孔位、调谐 谐孔位和水冷 冷结构组成，结构参见附录 录B。 腔体 5.1.2 设计步骤 5.1.2.1 5.1.2.2 设计参数 5.1.3 5.1.3.1 5.1.3.2 5.1.3.3 5.1.3.44 5.1.3.5 5.1.3.6 5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.3 频率、功率和 和电压等设计 计需求，利用 用物理仿真得 得到腔体的轮 轮廓轨迹。 根据谐振频 根据轮廓轨 轨迹，通过工 工程设计得到 到初步结构。 应选用无氧铜 铜 TU1。 腔体材料应 腔体外表面 面应设计水冷 冷结构，并使 使用去离子水 水。 腔体轮廓均 均应进行圆角 角处理，面轮 轮廓度不大于 于 0.2 mm，各 各面光滑过渡 渡。 腔体内表面 面粗糙度应不 不大于 Ra1.66，外表面粗 粗糙度不大于 于 Ra3.2。 腔体底部应 应设计定位销 销孔。 腔体的温度 度上升速度应 应不大于 0.33℃/s，整个 个温升过程中 中，最大温差 差应不大于 15 5.0℃。 形结构板和支 支撑杆 D形 D 形结构板和 和支撑杆结构 构参见附录 CC。 D 形结构板应 应设计单悬臂 臂结构，利用有 有限元分析结 结构强度和变 变形量，最大变 变形量应不大 大于 0.5 mm。 D 形结构板和 和支撑杆之间 间，支撑杆和 和谐振腔体之 之间均应设计 计电接触并保 保证接触良好。 D 形结构板和 和支撑杆内部 部应设计水冷 冷结构。 调谐机构 5.3.1 调谐机构应包 包括电机和调 调谐杆，结构 构参见附录 D。 D 5.3.2 调谐机构应采 采用电机驱动 动调谐杆垂直 直升降，运动 动范围为（0~1 100）mm，运动 动速度应不大 大于 5 mm/s。 5.3.3 调谐机构应设 设计位移传感 感器，位移传 传感器精度应 应高于 1.0 mm。 m 5.3.4 调谐机构应根 根据谐振腔工 工作时的信号 号判断相位差 差，根据相位 位差利用算法 法输出电机控 控制量，完成 成 反馈控制 制。 5.3.5 电机应设计磁 磁屏蔽罩，磁 磁屏蔽的材料 料应选用坡莫 莫合金、10#钢 钢等，不同材 材料对应的厚 厚度应根据电 电 机的磁场 场强度要求通 通过仿真得到 到。 5.3.6 调谐杆头部结 结构应根据调 调节频率范围 围设计，调谐 谐杆直线度应 应不大于 0.1 mm。 5.4 真 真空窗 3 DB 34/T 37767—2020 5.4.1 真空 空窗主要由外 外导体、陶瓷 瓷、耦合环和 和内导体组成 成，结构参见附录 E。 5.4.2 外导 导体材料应选 选用无磁不锈 锈钢，内导体 体材料应选用 用无氧铜 TU1，陶瓷的材料 料应选用氧化 化铝、氮 化铝和氮化 化硼等。 5.4.3 真空 空窗应采用内 内外导体同轴 轴结构，根据 据驻波比和特 特性阻抗确定内外导体尺寸 寸。 器，温度传感 5.4.4 内外 外导体上均应 应设计冷却结 结构（水冷或 或气冷），外 外导体上应设 设计温度传感器 感器精度 应高于 1.0℃。 6 工艺技术 术要求 6.1 腔体 6.1.1 腔体 体内表面应做 做圆角处理，面轮廓度不 不大于 0.2 mm m，粗糙度不 不大于 Ra1.6 ，应无毛刺、锐边、 凹点等明显 显缺陷。 6.1.2 腔体 体加工后应做 做酸洗钝化处 处理。 大于 1.05。 6.1.3 腔体 体内所有螺栓 栓应采用带有 有放气孔的奥 奥氏体不锈钢 钢镀银螺栓，磁导率应不大 6.2 水冷结 结构 6.2.1 于 2.0 6.2.2 6.2.3 6.3 零部件 件 6.3.1 6.3.2 6.3.3 6.3.4 7 壁的面轮廓度 水冷 冷结构与腔体 体侧壁应进行 行银钎焊处理 理，接触面不 不低于 80%，水冷结构外壁 度应不大 mm。 -10 3 水冷 冷结构应进行 行真空漏率检 检测，真空漏 漏率不大于 1×10 Pa.m m /s。 腔体 体清洗烘烤后 后，应对水冷 冷结构进行堵 堵头防护和真 真空包装。 有电 电连接要求的 的零部件间应 应设计金属簧 簧片或编织网 网进行搭接。 尺寸 寸公差和几何 何公差应按照 照 GB/T 18044、GB/T 118 82 的规定执行 行。 所有 有零件的螺纹 纹孔和销孔位 位置度公差应 应不大于 0.1m mm。 焊缝 缝检测和评定 定应按 GB/T 34628 的规定 定执行。 系统运行 行维护管理要 要求 7.1 应建立 立日常检查、异常情况报 报告和系统故 故障维修制度 度。 7.2 射频谐 谐振腔系统运 运行前应利用 用辉光清洗装 装置对射频谐 谐振腔进行清 清洗处理，待真 真空度达到要 要求后再 运行系统。 7.3 射频谐 谐振腔系统运 运行后，应测 测量、记录典型 型运行工况下 下的射频谐振 振腔的馈入功 功率、真空窗的温度、 D 形结构板 板的最大变形 形量和射频谐振 振腔的水压等 等基础数据，并录入系统 统技术档案。 基础数据出 出现变化、 报警等异常 常信息时应记录。 7.4 射频谐 谐振腔系统设 设备运行区域 域实行准入制 制度，房间进出 出许可由专人 人负责，人员进 进入设备运行 行区域， 应填写入场 场记录。 7.5 射频谐 谐振腔系统应 应由经培训合 合格后的专业 业人员负责设 设备维护及检修等工作。 4 DB 34/T 3767—20200 A A 附 录 A （资料性） ） 射频 频谐振腔整体 体结构 射频 频谐振腔整体 体结构见图A.1。 D 形结构板  形 真空 空窗  腔体  支撑 撑杆  调谐  调 正视 视图 左视图 图 图A.1 射频谐振腔 腔整体结构图 5 DB 34/T 37767—2020 B B 附 录 B （ （资料性） 腔体结构 腔体结 结构见图B.1。 耦合孔位  水冷结构  调谐孔位 位  左视图 正视图 正 图B..1 腔体结构 构图 6 DB 34/T 3767—20200 C C 附 录 C （资料性） ） D 形结 结构板块和支 支撑杆结构 D形结构板块和支 支撑杆的结构 构见图C.1。 D 形结构板  支撑杆  图C.1 D 形 形结构板块和 和支撑杆结构 构图 7 DB 34/T 37767—2020 D D 附 录 D （ （资料性） 调谐结构 调谐结 结构见图D.1。 电机  调谐 谐杆头部  调谐杆 图D..1 调谐机构 构图 8 DB 34/T 3767—20200 E E 附 录 E （资料性） ） 真空窗结构 构 真空 空窗结构见图 图E.1。 陶瓷  耦合 合环  外导体  内导