摘要
电子束辐照烟气脱硫技术能有效地除去燃煤烟气中的二氧化硫、氮氧化合物等对环境有严重污染的废气。该项技术是上世纪70年代由日本荏原公司提出的，已经有30多年历史。目前，在美国，德国，日本，波兰和我国成都热电厂建立了工业示范工程。中国工程物理研究院自主研制的1.2MW加速器已经进入调试阶段，本文针对调试阶段可能遇到的问题，对加速器电子光学系统进行了模拟计算及实验研究。 本文对电子束的测量方法及电子束边界的划定进行了介绍;对阴极发射、电子束输运和电子束扫描的基本理论进行了推导;对电子光学模拟软件及其PIC方法进行了介绍。 运用旋转探针法对电子枪实验平台电子束在1-280 mA范围内进行束斑和发散角测量，验证了旋转探针法能用于强流直流电子束的在线实时测量;对旋转探针法测量的误差因素进行了分析。实验表明，实测值与模拟极值间的差距:在阴阳极间距离为11mm时不超过18％，在阴阳极间距离为19mm时不超过20％。通过对实验平台测量数据和模拟结果的比较，验证了计算机模拟在强流直流电子束输运中的计算结果是可信的，在强流加速器设计中模拟计算将成为主要的工具。 根据1.2MW加速器电子光学系统参数建立了模型，进行了静态、动态的模拟研究，对出束束流为1-500 mA的电子束轨迹进行了模拟;在束流为250 mA左右时，束斑半径达到最小(为10mm)，此时两种方法的模拟结果之间的差异为7％;在500 mA时，束斑半径与束流为1 mA时相当，静态、动态两种方法的模拟结果之间的差异达到了29％。并在小束流下，对模拟结果进行了初步实验验证。 本文理论分析并模拟了电子束在扫描过程中出现的扫描轨迹的畸变和电子束斑变形问题。理论分析了电离离子反轰现象，估算了加速管内残余空气电离离子数，并对反轰离子轨迹进行了模拟计算。
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