[發(fā)明專利]一種同軸傳輸的多離子束加速器裝置

在審

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• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN107333381A
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發(fā)明（設計）人: 唐兵;陳立華;崔保群;馬瑞剛;馬鷹俊;黃青華;馬燮;蔣渭生
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: H05H7/06
• 分類號: H05H7/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明屬于粒子加速器技術領域，特別涉及一種可以同時產生、加速，并能同軸傳輸和注入的多離子束加速器裝置。

背景技術

離子加速器是產生、加速各種離子并將加速后的離子束傳輸到靶上的一種裝置。加速器一般由離子源、加速段、束流傳輸段、束流分析等元件組成。離子源將原子或者分子電離形成帶電離子，帶電離子受到離子源引出區(qū)電場的作用被引出形成離子束。現有技術通常是一臺加速器產生并傳輸一種帶電離子束。然而，在某些特殊條件下，需要同時向靶上注入兩種或者多種不同的離子束。為了滿足這些特殊需求，通常采用的辦法是采用多臺加速器同時供束的方式實現靶上多種離子束的同時注入，每臺加速器僅產生并傳輸一種離子束。但采用這種方式，由于加速器的空間布局，各離子束之間具有一定的夾角，不能實現同軸注入，注入徑跡差別較大，會在一定程度上影響注入效果。同時，采用這種方法需要研制多臺加速器，導致研制費用較高。

因此，研發(fā)一臺可實現兩種甚至多種離子束同軸注入的加速器是本領域技術人員所渴望解決的一個技術難題，這對多離子加速領域具有里程碑意義。

發(fā)明內容

(一)發(fā)明目的

本發(fā)明克服了現有技術在處理兩種或者多種離子時，每臺加速器只能提供一種離子束、研制費用較高、各離子束注入方向不完全相同的不足，提供了一種能產生并同軸傳輸注入多種離子束的加速器裝置。

(二)技術方案

為了解決現有技術所存在的問題，本發(fā)明提供的技術方案如下：

一種同軸傳輸的多離子束加速器裝置，該裝置包括進氣系統(tǒng)、離子源、束流傳輸元件、真空系統(tǒng)和靶；束流傳輸元件包括束流聚焦元件、束流導向元件和后加速段，真空系統(tǒng)包括真空泵和真空室；進氣系統(tǒng)、離子源、束流傳輸元件和靶分別按離子束傳輸方向順序設置，其中，離子源、束流聚焦元件、束流導向元件和靶都在真空室內。

進一步，所述進氣系統(tǒng)由氣瓶、氣管和氣體質量流量計連接組成。

進一步，所述離子源為冷陰極潘寧源。

進一步，所述束流聚焦元件為靜電聚焦透鏡。

進一步，所述束流導向元件為靜電偏轉器。

進一步，所述束流傳輸元件全部為靜電元件。

進一步，所述靜電聚焦透鏡為靜電薄膜透鏡。

進一步，所述靜電聚焦透鏡為靜電四極透鏡。

進一步，所述靜電聚焦透鏡為三圓筒靜電單透鏡。

(三)有益效果

本發(fā)明結構簡單，不僅可以同時產生多種不同的離子束，還可以通過氣體質量流量計實現多種離子束比例的自由調節(jié)，使得各種離子比例可控且控制精度高并且易于操作；束流線上全采用靜電元件，可以實現多種離子束同時加速、同軸傳輸，采用冷陰極潘寧離子源可使得引出的氫和氦離子束射程相近，輻照材料損傷效果更好。既節(jié)約時間成本和研制費用成本，又解決了從一個離子注入口同時、同軸注入多種離子的難題。

附圖說明

圖1同軸多離子束加速器結構示意圖

1、進氣系統(tǒng) 2、氣瓶 3、氣管 4、氣體質量流量計 5、離子源

6、引出電極 7、離子束 8、束流聚焦元件 9、分子泵 10、真空室

11、束流導向元件 12、后加速段 13、靶

具體實施方式

下面將結合說明書附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步闡述。