留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

冷链食品包装箱表面消毒灭菌小型电子帘加速器的研制

李中平 杨敏 宗阳 曹树春 申晓康 韩芳兵 张科武

李中平, 杨敏, 宗阳, 等. 冷链食品包装箱表面消毒灭菌小型电子帘加速器的研制[J]. 强激光与粒子束, 2023, 35: 084002. doi: 10.11884/HPLPB202335.220303
引用本文: 李中平, 杨敏, 宗阳, 等. 冷链食品包装箱表面消毒灭菌小型电子帘加速器的研制[J]. 强激光与粒子束, 2023, 35: 084002. doi: 10.11884/HPLPB202335.220303
Li Zhongping, Yang Min, Zong Yang, et al. Development of small electron curtain accelerator for sterilization of the surface of packing case in food cold chain[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2023, 35: 084002. doi: 10.11884/HPLPB202335.220303
Citation: Li Zhongping, Yang Min, Zong Yang, et al. Development of small electron curtain accelerator for sterilization of the surface of packing case in food cold chain[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2023, 35: 084002. doi: 10.11884/HPLPB202335.220303

冷链食品包装箱表面消毒灭菌小型电子帘加速器的研制

doi: 10.11884/HPLPB202335.220303
基金项目: 国防科工局核能开发科研项目(HNKF2021001)
详细信息
    作者简介:

    李中平,lzp@impcas.ac.cn

  • 中图分类号: TL503.1

Development of small electron curtain accelerator for sterilization of the surface of packing case in food cold chain

  • 摘要: 研制了冷链食品包装箱表面辐照消毒灭菌成套装置,重点针对装置的核心部件小型电子帘加速器进行设计和调试,应用E-gun电子束轨迹跟踪程序对加速器的束流光学进行了计算,合理设计了栅极和聚焦极形状,获得了对束流包络的理想控制,应用多物理场仿真软件CST进行高压结构优化,使电子帘阴极表面高压区电场分布均匀,降低了打火几率。对电子帘加速器进行了整机调试,针对调试中出现的高压打火现象进行了分析,并给出了结构优化设计方案,使得最终调试主要技术参数达到了140 keV/20 mA,束流不均匀度小于10%。通过了连续8 h稳定性运行测试,达到了工业加速器辐照应用标准。
  • 图  1  冷链食品表面辐照消毒装置

    Figure  1.  Radiation device for sterilization of the packing box surface

    图  2  冷链消毒用电子帘加速器主体

    Figure  2.  Main part of electron curtain accelerator

    图  3  E-gun计算的电子帘横截面处的束流包络

    Figure  3.  Envelope of electron beam computed by E-gun code

    图  4  电子帘腔体内部电场分布仿真图

    Figure  4.  Electric field distribution of the cathode surface

    图  5  瓷锥放电点实物图

    Figure  5.  Arcing point on the ceramic surface

    图  6  压紧法兰与陶瓷锥间隙之间的场强分布图

    Figure  6.  Electric field distribution in gap between flange and ceramic body

    图  7  结构优化后的电场分布图

    Figure  7.  Electric field distribution after the structure optimization

    图  8  结构优化前后放电趋势比较图

    Figure  8.  Curve graph of discharge trend before and after structure optimization

    图  9  薄膜辐照变色宽度图

    Figure  9.  Picture of irradiation film discoloration

    图  10  能量稳定曲线

    Figure  10.  Curve graph of energy stabilization

    图  11  束流稳定曲线

    Figure  11.  Curve graph of beam current stabilization

    表  1  电子帘横向剂量测试数据

    Table  1.   Data of dose test of electron curtain accelerator in horizontal direction

    No. dose/kGy
    1 14.0
    2 14.1
    3 14.5
    4 14.6
    5 15.8
    6 15.2
    7 15.0
    8 14.6
    下载: 导出CSV
  • [1] Li Guohua, Tang Huaping, Liu Jinsheng, et al. Prototype of multi-filament electron curtain accelerator[J]. Nuclear Science and Techniques, 2013, 24(s1): 102011-102014.
    [2] 郭洪雷, 龚培荣, 刘平, 等. EBS加速器电源控制系统的研制[J]. 核技术, 2008, 31(1):63-66 doi: 10.3321/j.issn:0253-3219.2008.01.015

    Guo Honglei, Gong Peirong, Liu Ping, et al. The control system for power supply of EBS accelerator[J]. Nuclear Techniques, 2008, 31(1): 63-66 doi: 10.3321/j.issn:0253-3219.2008.01.015
    [3] 陈鹏飞, 张明超, 李新民, 等. 电子帘加速器电子枪的研制[J]. 高能物理与核物理, 1998, 22(6):564-569

    Chen Pengfei, Zhang Mingchao, Li Xinmin, et al. Research and design of electron gun of electrocurtain[J]. High Energy Physics and Nuclear Physics, 1998, 22(6): 564-569
    [4] 范林霞. 电子帘加速器长阴极下垂对电子束分布影响的研究[D]. 北京: 机械科学研究总院, 2007

    Fan Linxia. Study of the influence of the deflection of long cathode on the distribution of electron beam current in electrocurtain accelerator[D]. Beijing: China Academy of Machinery Science and Technology, 2007
    [5] 王水清. 200kV电子帘加速器的电子束轨迹的计算[J]. 高能物理与核物理, 2006, 24(6):573-577

    Wang Shuiqing. Calculation of the electron trajectory for 200kV self-shielded electron accelerator[J]. High Energy Physics and Nuclear Physics, 2006, 24(6): 573-577
    [6] 曹磊, 沈连婠, 洪义麟, 等. 电子帘加速器中阴栅组件结构的数字化设计[J]. 强激光与粒子束, 2004, 16(11):1485-1488

    Cao Lei, Shen Lianguan, Hong Yilin, et al. Digital design for structure of cathode/grid assemblies in electron curtain accelerator[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2004, 16(11): 1485-1488
    [7] Langmuir I, Blodgett K B. Currents limited by space charge between coaxial cylinders[J]. Physical Review, 1923, 22(4): 347-356. doi: 10.1103/PhysRev.22.347
    [8] 雷杨俊, 肖定全, 唐兵华. 氧化铝陶瓷表面二次电子发射特性及测量[J]. 硅酸盐学报, 2006, 34(6):713-716 doi: 10.3321/j.issn:0454-5648.2006.06.016

    Lei Yangjun, Xiao Dingquan, Tang Binghua. Character and measurements of secondary electron emission coefficients for alumina ceramics[J]. Journal of the Chinese Ceramic Society, 2006, 34(6): 713-716 doi: 10.3321/j.issn:0454-5648.2006.06.016
    [9] 田志英, 尚阿曼, 张巨先. 氧化铝陶瓷表面状态对其真空耐压性能的影响[J]. 真空科学与技术学报, 2015, 35(10):1169-1173 doi: 10.13922/j.cnki.cjovst.2015.10.02

    Tian Zhiying, Shang Aman, Zhang Juxian. Enhancement of surface flashover performance of alumina in vacuum by surface modification[J]. Chinese Journal of Vacuum Science and Technology, 2015, 35(10): 1169-1173 doi: 10.13922/j.cnki.cjovst.2015.10.02
    [10] 雷杨俊, 肖定全. 真空中氧化铝陶瓷表面耐压试验研究[J]. 绝缘材料, 2004, 37(3):29-31,35 doi: 10.16790/j.cnki.1009-9239.im.2004.03.010

    Lei Yangjun, Xiao Dingquan. Study on surface hold-off voltage test of alumina ceramics in vacuum[J]. Insulating Materials, 2004, 37(3): 29-31,35 doi: 10.16790/j.cnki.1009-9239.im.2004.03.010
    [11] Ren Jie, Huang Jianming, Zhang Yutian, et al. Investigate the nonuniformity of low-energy electron beam with large cross-sections[J]. Science China Technological Sciences, 2012, 55(4): 997-1000. doi: 10.1007/s11431-011-4716-2
  • 加载中
图(11) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  324
  • HTML全文浏览量:  134
  • PDF下载量:  48
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2023-01-13
  • 修回日期:  2023-04-26
  • 录用日期:  2023-05-16
  • 网络出版日期:  2023-05-19
  • 刊出日期:  2023-08-15

目录

    /

    返回文章
    返回