許森飛，俞章華，俞 江，葉啟捷，范利平，朱煥崢，陸潔平，狄世思

(中廣核達(dá)勝加速器技術(shù)有限公司，江蘇 蘇州 215214)

2018年，國(guó)內(nèi)工業(yè)加速器輻照加工年總產(chǎn)值超過1.4億人民幣，工業(yè)電子加速器使用量增加迅速。截止2018年底，全國(guó)在建及已建的工業(yè)輻照電子加速器超過700臺(tái)，其中90%以上的電子加速器用來輻照線纜。目前可輻照的線纜包括：電力電纜、裝備電纜、通訊電纜等[1]。

在線纜輻照加工中，由于大規(guī)格線纜(外徑40～80 mm)的直徑較大，絕緣、護(hù)套層、圓周弦長(zhǎng)相對(duì)較長(zhǎng)，線纜在束下纏繞的圈數(shù)數(shù)量限制、電子束能量大小的限制、輻照時(shí)線纜自身不能有效的旋轉(zhuǎn)等因素，電子加速器在輻照線纜時(shí)普遍存在輻照不均勻現(xiàn)象，即在線纜圓周方向吸收劑量不均勻，四面或多面熱延伸不一致，且最大熱延伸與最小熱延伸相差遠(yuǎn)大于1.5倍[2]，或不均勻度遠(yuǎn)超出-20%～20%范圍。熱延伸是考核橡皮絕緣和塑料絕緣材料在熱和負(fù)荷作用下塑性變形和永久變形的一種檢驗(yàn)方法，采用比使用溫度高很多的試驗(yàn)溫度和一定負(fù)重的條件，通過較短時(shí)間熱老化延伸率的變化來體現(xiàn)塑性變形和永久變形的一種試驗(yàn)。熱延伸不均勻的線纜在使用時(shí)在熱延伸特別大以及特別小的部分率先出現(xiàn)龜裂、水樹、電擊穿、機(jī)械性能部分喪失等老化問題，造成整條線纜使用壽命縮短。引起線路開路、短路、起火等一系列災(zāi)難性后果，給工程使用帶來了極大的安全隱患。本文主要分析線纜輻照加工時(shí)出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象的原因和解決方法，以期為輻照大規(guī)格線纜時(shí)提高線纜的輻照均勻性提供參考。

1 線纜輻照不均勻分析

1.1 原因分析

由于輻照加工中，束下線纜纏繞的方法通常是變形“8”字(見圖1)，所以本文重點(diǎn)分析變形“8”字纏繞時(shí)輻照不均勻的原因。

(1) 在變形“8”字纏繞中，由于上層的遮擋，下層線纜接收的電子束少，這是造成線纜沿圓周方向劑量不均勻的主要原因(見圖2)。線纜外徑越大，下層被遮擋現(xiàn)象越嚴(yán)重，輻照越不均勻。

(2) 電子加速器輻照時(shí)，電子束從線纜上方呈扇形垂直照射下來。在變形“8”字纏繞中，曾試圖通過線纜自身旋轉(zhuǎn)來保證其各個(gè)面均勻的接受輻照。但是，由于線纜從進(jìn)線端到出線端類似螺旋狀運(yùn)動(dòng)，在牽引的拉力與線纜本身的反向扭力共同作用下，其自身旋轉(zhuǎn)不是360°，更多的是90°到180°之間。不同類型的線纜自身旋轉(zhuǎn)的角度也不同。

圖1 束下線纜變形“8”字纏繞方式Fig.1 The “8” winding mode of underbeam

圖2 線纜照射截面示意圖Fig.2 Diagram of cable irradiation section

假設(shè)將線纜橫截面均勻分為1～4四個(gè)象限(見圖3)。初始狀態(tài)是1和2象限在電子束正下方，可以正常接受電子束輻照。3和4象限由于1和2象限的遮擋不能正常接受電子束輻照(見圖3a)。輻照時(shí)，如果線纜僅旋轉(zhuǎn)90°，4象限的線纜可以旋轉(zhuǎn)到電子束的正下方(見圖3b)。這樣，線纜的1、2和4象限可以正常接受輻照。而3象限不能有效的旋轉(zhuǎn)到正面接受電子束的輻照。當(dāng)線纜離開輥筒后，在自身扭力的作用下又恢復(fù)到初始狀態(tài)，所以3象限不能接受到合理的劑量，可能造成線纜沿圓周方向劑量不均勻。

(3) 變形“8”字纏繞方式將線纜分為上下兩層，如果下層線纜距鈦膜較遠(yuǎn)，由于電子束能量的衰減，下層線纜接受的劑量將減少，也會(huì)造成輻照不均勻。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)試，距鈦膜距離每增加10 cm，電子束能量將衰減0.1～0.2 MeV。能量的減少勢(shì)必影響輻照均勻性。

圖3 線纜照射截面旋轉(zhuǎn)示意Fig.3 Rotation diagram of cable irradiation section

1.2 改善輻照不均勻傳統(tǒng)方法

為了改善輻照不均勻現(xiàn)象，通常從輻照工藝及束下線纜運(yùn)行方式兩個(gè)方面采取措施，解決輻照不均勻問題。

1.2.1累積輻照劑量不變，輻照兩遍或三遍 此方法雖然有改善效果，但是大大降低了生產(chǎn)效率。由于輻照遍數(shù)增多，加大了輻照過程中線纜損傷的風(fēng)險(xiǎn)。

1.2.2輻照劑量不變，增加束下纏繞圈數(shù) 雖然束下纏繞圈數(shù)越多輻照均勻性越好，但大直徑線纜單位長(zhǎng)度質(zhì)量比較大，常常會(huì)導(dǎo)致因內(nèi)牽引啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不夠，帶不動(dòng)線纜等原因而存在燒毀線纜的風(fēng)險(xiǎn)；而增加外部牽引，則線纜容易壓扁，不能保證圓度。

1.2.3增大輻照劑量，輻照一遍 增大輻照劑量可以提高輻照均勻度，但會(huì)損失高分子材料的其他優(yōu)良性能。劑量過大，對(duì)于某些大直徑線纜是不合適的。如材料的體電阻急劇下降、絕緣擊穿、放電，或后續(xù)耐壓試驗(yàn)失敗、斷裂伸長(zhǎng)率等力學(xué)性能急劇減少。大劑量輻照還會(huì)造成護(hù)套或絕緣脫殼、起泡、爆裂致使線纜報(bào)廢。也可能因?yàn)檩椪談┝窟^大，在高分子材料微觀結(jié)構(gòu)上形成缺陷，從而影響其耐酸堿、耐大氣老化等化學(xué)性能[5]。

1.2.4交叉 “8”字輻照 在輻照小規(guī)格電線時(shí)，使用交叉“8”字的方法改善輻照均勻性較好(見圖4)，但對(duì)于大直徑線纜的輻照效果不理想，原因如下：1) 線纜交叉“8”字纏繞時(shí)，更不易翻轉(zhuǎn)，線纜緊貼在輥筒表面，其側(cè)面始終垂直于輥筒表面。對(duì)于線纜側(cè)面圓周弦長(zhǎng)，電子束不能穿透；2) 輻照大規(guī)格線纜使用的束下輥筒直徑較大，交叉“8”字纏繞時(shí)線纜架設(shè)較高，束流擋板在打開與閉合時(shí)易劃傷線纜；3) 線纜在滾筒上包角較大，牽引機(jī)可能拉不動(dòng)，如果使用較大的力拉，線纜可能被壓扁。

圖4 交叉“8”字輻照方式示意圖Fig.4 Irradiation mode of cross “8”

1.2.5線纜自旋轉(zhuǎn)輻照 輻照加工早期使用線纜自旋轉(zhuǎn)的方法解決輻照不均勻問題[4]。由于是一根線纜獨(dú)自運(yùn)行(見圖5)，所以其吸收劑量小、加工速度慢、收放線裝置也要同步旋轉(zhuǎn)以及其他原因，現(xiàn)在已經(jīng)被徹底放棄。

圖5 線纜自旋轉(zhuǎn)輻照方式示意圖Fig.5 Cable spin irradiation mode

綜上所述，無論從輻照參數(shù)等工藝方面，還是束下繞線方式方面，都還存在難以克服的問題。經(jīng)過長(zhǎng)期實(shí)踐，業(yè)內(nèi)人士發(fā)明了反射電磁鐵雙面輻照線纜的方法。

2 反射磁鐵工作原理、組成、特點(diǎn)

2.1 反射磁鐵工作原理

反射磁鐵有兩對(duì)磁極，一對(duì)電磁線圈(見圖6)。為防止束流燒毀磁極與線圈，均通有冷卻水。反射磁鐵放置在掃描窗下方，被輻照的線纜在掃描窗與磁鐵中間通過。箭頭表示電子束流，一部分直接照射在線纜上表面，另一部分經(jīng)過磁場(chǎng)反射照射在線纜下表面。

圖6 反射磁鐵工作原理示意圖Fig.6 Working principle of reflection magnet

根據(jù)洛倫磁力定理，運(yùn)動(dòng)電子在靜磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，所受向心力為洛倫磁力[3]，力的大小為：

F=qvB

(1)

式中：F為電子受到的洛倫磁力，N；q為電子電荷，1.602×10-19C；v為電子速度，m/s；B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，T。

在洛倫磁力的作用下，電子在磁場(chǎng)中產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的半徑為：

R=mv/qB

(2)

式中：m為電子質(zhì)量，9.110×10-31kg；其余同公式(1)中含義。

公式(1)和公式(2)表明：1) 磁場(chǎng)中洛倫磁力使電子束由直線運(yùn)動(dòng)改變?yōu)槠D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；2) 偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)彎曲程度與電子束能量、磁場(chǎng)強(qiáng)度均有關(guān)；3) 反射磁鐵通電后產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)強(qiáng)度在兩個(gè)鐵芯之間的狹長(zhǎng)空間區(qū)域較強(qiáng)，其余空間磁場(chǎng)強(qiáng)度很小。

2.2 反射磁鐵組成

2.2.1反射磁鐵 反射磁鐵實(shí)物圖示于圖7，從圖7中可以看到，反射磁鐵有一對(duì)安裝在導(dǎo)磁立柱上的長(zhǎng)方形磁極，還有一個(gè)凹形束流擋板，在擋板下方各有一個(gè)電磁線圈。細(xì)管是冷卻水管。兩對(duì)磁極中間的狹長(zhǎng)區(qū)域?yàn)榉瓷浯盆F的有效工作磁場(chǎng)區(qū)域。

反射磁鐵的線圈用來產(chǎn)生磁場(chǎng)，每個(gè)線圈電阻12.5 Ω，兩個(gè)線圈串聯(lián)阻值25 Ω。四個(gè)長(zhǎng)方形純鐵磁極組成磁場(chǎng)通路，兩個(gè)磁極中間的狹長(zhǎng)區(qū)域?yàn)榇畔?，此處磁?chǎng)集中，強(qiáng)度大。從束流引出窗出來的束流一部分照射到線纜的正上方，一部分從線纜兩側(cè)照射在磁隙處，這一部分電子束以圓弧軌跡偏轉(zhuǎn)打在線纜的背面。電磁線圈、凹形束流擋板、導(dǎo)磁立柱、磁極等均通有冷卻水，反射磁鐵冷卻水與加速器高壓聯(lián)動(dòng)，防止電子束燒毀磁鐵。

圖7 反射磁鐵實(shí)物圖 Fig.7 Reflection magnet photo

2.2.2反射磁鐵電源 反射磁鐵電源示于圖8，顯示屏上下數(shù)值分別為電壓(V)與電流(A)。其兩個(gè)主要參數(shù)指標(biāo)為輸出電壓0～150 V，連續(xù)可調(diào)；輸出電流0～6 A，連續(xù)可調(diào)；最大輸出功率900 W。

圖8 反射磁鐵電源Fig.8 Reflecting magnet power supply

反射磁鐵電源是一臺(tái)恒流電源，為電磁線圈提供穩(wěn)定的電流，產(chǎn)生穩(wěn)恒磁場(chǎng)。穩(wěn)恒磁場(chǎng)可保證被反射的電子束流強(qiáng)度穩(wěn)定，從而使得線纜吸收的劑量始終不變，保證輻照均勻性。

2.3 磁場(chǎng)方向判定

掃描窗引出的束流一部分照射到線纜上表面，另一部分需被反射磁鐵反射到線纜的下表面。為了使被反射的電子束朝線纜的下表面方向運(yùn)動(dòng)，需要正確的磁場(chǎng)方向。因此使用反射磁鐵輻照加工前，必須先判定磁場(chǎng)方向(見圖9)。具體判別方法如下：打開電源，使用面板電流調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)電流至3～4 A，電磁鐵將產(chǎn)生磁場(chǎng)；使用一根長(zhǎng)1 m、0.35 mm2的軟線分別垂直放在兩組磁極中間，線兩端與一個(gè)1#電池相連，電池正極向下，模擬電子束的運(yùn)動(dòng)方向；導(dǎo)線通電的瞬間由于洛倫磁力的作用，軟線將會(huì)擺動(dòng)。因?yàn)橐笞筮呺姶啪€圈與右邊電磁線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反，所以，如果擺動(dòng)的方向朝向內(nèi)側(cè)，電源接線正確。反之，電源連接線接錯(cuò)，需要改變接線的方向。

圖9 磁場(chǎng)方向判別示意圖Fig.9 Determination of magnetic field direction

2.4 測(cè)試反射效率

線纜輻照的均勻度取決于電子束被反射磁鐵反射的數(shù)量。設(shè)電子束流為I，被反射的束流強(qiáng)度為I′， 希望I′/I=0.7～1.0之間，數(shù)值越大越好，即反射的束流強(qiáng)度越接近正面入射的束流強(qiáng)度越好。

反射效率不但與磁場(chǎng)強(qiáng)度、反射磁鐵高度有關(guān)，還與電子束能量、掃描X方向的長(zhǎng)度有關(guān)。磁場(chǎng)強(qiáng)度由反射磁鐵恒流電源產(chǎn)生的電流決定，電子束能量與X掃描長(zhǎng)度由電子加速器調(diào)節(jié)。

反射磁鐵高度在15～20 cm之間，調(diào)整高度后必須根據(jù)電子束能量調(diào)整反射磁鐵電流、X掃描長(zhǎng)度之間的相互對(duì)應(yīng)關(guān)系，以使反射效率最大。

測(cè)試反射效率具體方法如下：首先確定照射時(shí)的束流軌跡(見圖10)，簡(jiǎn)稱束條。在磁極上，左右均衡地各放置一片普通硅酸鹽玻璃片，玻璃尺寸為2 mm×100 mm×1000 mm(厚×寬×長(zhǎng))。磁極上束流軌跡長(zhǎng)度應(yīng)為900～1 000 mm，在此長(zhǎng)度時(shí)，可以將反射效率調(diào)整到最大值。

圖10 束流軌跡接收測(cè)試圖片F(xiàn)ig.10 Photo of beam shape reception test

束條測(cè)試完后取出玻璃片，使用測(cè)試靶(見圖11)調(diào)試反射效率。測(cè)試靶由半圓形銅管組成，銅管中間放置云母絕緣管使其相互絕緣。上、下兩組半圓形銅管分別串聯(lián)起來，通過0.75 mm2導(dǎo)線各接到一個(gè)1 kΩ/0.25 W電阻上，電阻另一端接公共地。

圖11 測(cè)試靶Fig.11 The test target

測(cè)量電阻兩端的電壓，計(jì)算電子束的反射效率。電子束能量為1.8～2.8 MeV時(shí)，反射效率為70%～90% ，對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為80～120 mT。測(cè)量電阻是兩個(gè)1 kΩ/0.25 W的五色環(huán)金屬膜電阻(見圖12)，通過0.75 mm2的導(dǎo)線分別與測(cè)試靶正反兩面相連。正面照射的電子束與反射的電子束分別照射在測(cè)試靶的上表面與下表面，使用數(shù)字萬用表2 V直流檔測(cè)量這兩個(gè)電阻上的電壓，通過計(jì)算電壓的比值可知反射效率。

圖12 測(cè)量反射效率的電阻Fig.12 Resistance to measure reflection efficiency

2.5 反射效率與電子束能量、掃描長(zhǎng)度、磁場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系

為增加電纜輻照的均勻性，即最大熱延伸與最小熱延伸的比值接近1.5[2]，必須調(diào)整反射磁鐵的反射效率使之盡可能的達(dá)到最大值。為了解反射磁鐵的反射效率，需要做相應(yīng)的測(cè)試。

采用DD3.0-30/1200型電子加速器進(jìn)行測(cè)試，DD型電子加速器是一種工業(yè)用可以產(chǎn)生高能量電子束流的設(shè)備，可改善電線電纜的護(hù)套或絕緣層的耐熱性能及其他使用性能。該電子加速器為高頻高壓型電子加速器，產(chǎn)生的電子束流最大能量為3.0 MeV，最大電子束流強(qiáng)度為30 mA，電子束流掃描后最大長(zhǎng)度為1 200 mm。導(dǎo)向電流I=0.01 A、聚焦電流I=5.1 A；電子束能量E分別為 2.2、2.5、2.8 MeV，能量閉環(huán)工作，即能量處于自動(dòng)跟蹤、穩(wěn)定在設(shè)定值的工作狀態(tài)；束流：本底0.24 mA+出束2.0 mA，束流閉環(huán)工作，即束流處于自動(dòng)跟蹤、穩(wěn)定在設(shè)定值的工作狀態(tài)；測(cè)試靶距鈦膜高度170 mm。

分別取2.2、2.5、2.8 MeV三個(gè)能量，在每一個(gè)能量工作狀態(tài)上分別設(shè)置三個(gè)掃描電流。當(dāng)電子束能量、掃描電流設(shè)置完成后，連續(xù)調(diào)節(jié)反射磁鐵的電源電流，計(jì)算反射效率。測(cè)試結(jié)果列于表1，表1數(shù)據(jù)表明能量越高，磁鐵電流相應(yīng)加大，掃描電流相應(yīng)調(diào)整保證掃描長(zhǎng)度基本不變(1 050 mm)，反射效率約80%。

表1 電子束能量、反射磁鐵電流、掃描電流與反射效率的關(guān)系Table 1 The relationship between energy, reflected magnetic current, scanning current and reflection efficiency

2.6 反射磁鐵輻照加工特點(diǎn)

使用反射磁鐵輻照線纜產(chǎn)生了與傳統(tǒng)的輻照方法不一樣的特點(diǎn)與效果。反射磁鐵上方的線纜受到掃描窗出來的電子束與反射的電子束照射， 反射磁鐵下方的線纜不被照射。線纜是緊密排列，同方向運(yùn)行。具體特征如下：

1) 線纜運(yùn)行方式為“O”型(見圖13)。由于反射磁鐵的使用與線纜纏繞方式的改變，將提高束流利用率，改輻照兩遍為一遍，提高了生產(chǎn)效率。

圖13 反射磁鐵輻照線纜示意圖Fig.13 Radiation cable with reflective magnet

2) 上層線纜緊密排列(見圖14)，其最佳排列寬度400 mm。線纜同向運(yùn)動(dòng)，與輥筒之間的包角小，保證了線纜圓度、減少了線纜表面損傷的程度。

3) 線纜兩側(cè)的電子束在磁隙中受力，運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生了180°改變。線纜正上方的電子束照射在線纜的上面，被反射的電子束照射在線纜的背面，極大的提高了電子束流的利用率，同時(shí)改善了電纜的輻照均勻度。

圖14 線纜“O”型纏繞輻照照片F(xiàn)ig.14 Photo of cable “O” type winding

4) 對(duì)于外徑40～80 mm大截面圓形線纜，測(cè)試熱延伸沿圓周方向的誤差范圍為-20%～20%。改善了大截面線纜常規(guī)輻照時(shí)沿圓周方向劑量不均勻問題。同時(shí)由于輻照劑量小，并不影響線纜其他重要性能。

3 反射磁鐵使用前后效果對(duì)比

3.1 束下線纜“O”形纏繞(跑道式，不使用反射磁鐵)

采用DD3.0/30電子加速器對(duì)外徑54 mm、壁厚2.4～2.6 mm的線纜進(jìn)行輻照，輻照后測(cè)試結(jié)果如下(要求熱延伸為5%～20%)。

1) 設(shè)定吸收劑量為120 kGy，線纜輻照一遍后，沿線纜同一截面相距90°均勻取四個(gè)點(diǎn)，使用紅外測(cè)溫儀測(cè)試其表面溫度，四面溫度分別為31、42、50、50 ℃。

2) 沿線纜同一截面圓周方向相隔45°均勻取8個(gè)點(diǎn)，黏貼8個(gè)美國(guó)GEX B3輻射變色薄膜劑量計(jì)(以下簡(jiǎn)稱B3劑量片)，測(cè)試線纜吸收劑量，見圖15，最大劑量132 kGy，最小劑量15 kGy，最大劑量與最小劑量比值為8.8，超過1.5[2]。

3) 輻照2遍后線纜吸收劑量為240 kGy ，四面取樣測(cè)試熱延伸結(jié)果：25%、90%、125%、斷(在200 ℃老化箱中進(jìn)行15 min負(fù)載下耐熱測(cè)試，時(shí)間小于15 min時(shí)，樣品在2 cm長(zhǎng)刻度中間斷裂。表明熱延伸測(cè)試失敗，樣品輻照結(jié)果不合格)。

4) 輻照3遍后線纜吸收劑量為360 kGy ，四面取樣測(cè)試熱延伸結(jié)果：25%、35%、45%、斷；

圖15 未使用反射磁鐵輻照一遍四周吸收劑量 Fig.15 The absorbed dose test without use the reflective magnet

從劑量片與熱延伸測(cè)試結(jié)果可以看出，無反射磁鐵“O”型纏繞時(shí)，劑量均勻性較差，即使輻照三遍熱延伸測(cè)試結(jié)果也較差[6]。

3.2 束下線纜變形“8”字纏繞(不使用反射磁鐵)

采用DD4.5/25電子加速器對(duì)外徑59 mm、壁厚2.61～3.27 mm的線纜進(jìn)行輻照，測(cè)試結(jié)果如下(要求熱延伸<30% )。

1) 輻照一遍后，線纜吸收劑量為180 kGy，熱延伸：斷、斷、斷、125%。

2) 輻照兩遍后，線纜吸收劑量為360 kGy，熱延伸：斷、斷、90%、75%。

3) 輻照三遍后，線纜吸收劑量為540 kGy，熱延伸：45%、20%、10%、5%。

測(cè)試結(jié)果表明，變形“8”字纏繞時(shí)，需要輻照三遍，耗時(shí)10.5 h熱延伸才勉強(qiáng)能滿足要求。

3.3 使用反射磁鐵輻照(“O”形纏繞)

采用DD3.0/30電子加速器對(duì)外徑54 mm、壁厚2.4～2.6 mm的線纜進(jìn)行輻照，測(cè)試結(jié)果如下(要求熱延伸為5%～20%)。

1) 線纜輻照一遍，吸收劑量為120 kGy，沿線纜同一截面相距90°均勻的取四個(gè)點(diǎn)，使用紅外測(cè)溫儀測(cè)試其表面溫度，四面溫度分別為33、35、40、40 ℃，溫度較為均勻。

2) 沿電纜同一截面圓周方向相隔45°均勻的取8個(gè)點(diǎn)，黏貼8個(gè)B3劑量片，測(cè)試電纜吸收劑量(圖16)，最大劑量121 kGy ，最小劑量78 kGy，最大劑量與最小劑量的比值為1.55。熱延伸：10%、10%、15%、15%、20% 。

圖16 使用反射磁鐵輻照一遍四周吸收劑量Fig.16 The absorbed dose test with use the reflective magnet

從測(cè)試結(jié)果可以看出，使用反射磁鐵“O”型纏繞，劑量均勻性優(yōu)于無反射磁鐵。輻照僅耗時(shí)2.0 h，節(jié)省了輻照時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。

3.4 凝膠含量對(duì)比

輻照線纜截面積 270 mm2，外徑21 mm，壁厚2.2～2.4 mm。使用反射磁鐵輻照與不使用反射磁鐵輻照的凝膠含量測(cè)試對(duì)比結(jié)果列于表2。表2數(shù)據(jù)顯示，使用反射磁鐵后輻照劑量比較均勻，沿線纜圓周截面相隔60°均勻的取六個(gè)樣品，其六面凝膠含量基本一致。

表2 凝膠含量對(duì)比表Table 2 Gel content comparison table

注：表中的pcs為英文pieces的縮寫，表示個(gè)、件的計(jì)量單位。3pcs即為三個(gè)樣品，斜杠后面的數(shù)字表示三個(gè)樣品的測(cè)試結(jié)果或范圍。

4 反射磁鐵磁場(chǎng)空間分布

圖17 磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)試點(diǎn)示意Fig.17 Magnetic field strength test point

為了更好的使用反射磁鐵，了解反射磁鐵有效工作區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度的分布，采用HT20數(shù)字特斯拉計(jì)對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試(見圖17)。在每對(duì)磁極狹長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)部，選取上、中、下三條直線。上直線與磁極上表面平行，中直線與磁極中間平行，下直線與磁極下表面平行。在每條線上的前、中、后測(cè)試三點(diǎn)(兩邊邊緣及中間)，測(cè)試結(jié)果列于表3。由表3數(shù)據(jù)結(jié)果可知，外側(cè)邊緣磁場(chǎng)強(qiáng)度為54～57 mT，中間磁場(chǎng)強(qiáng)度為60～68 mT，內(nèi)側(cè)邊緣磁場(chǎng)強(qiáng)度為54～65 mT。

表3 各點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)度Table 3 Magnetic field intensity at test point

5 結(jié)束語

本文闡述了線纜輻照加工時(shí)出現(xiàn)的不均勻現(xiàn)象，剖析了產(chǎn)生的原因及解決方法。為了較好的解決線纜輻照不均勻問題，可采用反射磁鐵。并詳細(xì)的介紹了反射磁鐵的工作原理與使用方法，對(duì)比使用反射磁鐵與不使用反射磁鐵輻照線纜的效果。輻照結(jié)果表明，使用反射磁鐵輻照可提高大規(guī)格線纜的輻照均勻性。國(guó)、內(nèi)外使用反射磁鐵改善線纜輻照均勻性的應(yīng)用較少，而大規(guī)格線纜輻照量日益增加，所以，電子加速器輻照行業(yè)普及使用反射磁鐵勢(shì)在必行。

致謝：

此文撰寫中得到了張家港市中核華康輻照有限公司張征輝老師的精心指導(dǎo)，在此表示衷心地感謝。