[發明專利]痕量氣體同位素富集系統和方法

有效

• 申請號: 201810211551.0
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108479394B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 孫良亭;盧征天;武啟;楊偉順;劉建立;陳沁聞;胡強;姚慶高;張金泉;賈澤華;楊堯;郭玉輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院近代物理研究所
• 主分類號: B01D59/48
• 分類號: B01D59/48
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 崔亞松

1.一種痕量氣體同位素富集系統，包括：離子源裝置和離子分離裝置，其中所述離子源裝置用于產生離子束流，所述同位素收集裝置用于收集目標離子，

其特征在于：

所述痕量氣體同位素富集系統還包括：同位素收集裝置和氣體循環及純化裝置，所述離子分離裝置用于產生磁場以使離子束流中不同離子按荷質比差異進行分離，

所述氣體循環及純化裝置用于將通過所述同位素收集裝置未被收集的氣體輸送至所述離子源裝置的氣體工作通道中，所述痕量氣體為Ar氣體，

所述氣體循環及純化裝置包括多個分子泵、多個NEG泵和循環管道，其中所述分子泵用于系統抽取真空及氣體循環，所述NEG泵用于去除活性氣體，對氣體進行提純，

在所述氣體循環及純化裝置中，第一分子泵和第一NEG泵均與所述離子源裝置中的束流診斷室相連接，第二NEG泵位于所述離子分離裝置中二極鐵后的真空管道上，第二分子泵位于所述同位素收集裝置后端的上部，所述第一分子泵和所述第二分子泵通過循環管道與后端的第三NEG泵及第三分子泵相連接，所述第三分子泵通過循環管道與所述離子源裝置的氣體工作通道相連，

所述離子源裝置包括離子源，并且

所述離子源為強流ECR離子源。

2.如權利要求1所述的痕量氣體同位素富集系統，其特征在于，所述離子源裝置還包括法拉第筒及束流診斷室。

3.如權利要求1所述的痕量氣體同位素富集系統，其特征在于，所述離子分離裝置包括通過真空管道依次連接的第一四極磁鐵、雙向校正鐵、二極鐵和第二四極磁鐵。

4.如權利要求1所述的痕量氣體同位素富集系統，其特征在于，所述痕量氣體同位素富集系統包括熱烘烤裝置，所述熱烘烤裝置包括設置在真空靶室和真空管道外表面的加熱片以及放置在收集靶內的加熱棒。

5.如權利要求1所述的痕量氣體同位素富集系統，其特征在于，所述同位素收集裝置與所述離子分離裝置之間安裝有超高真空插板閥。

6.如權利要求2所述的痕量氣體同位素富集系統，其特征在于，所述離子源用于產生mA級的離子束流。

7.一種痕量氣體同位素富集方法，包括：

將痕量氣體電離產生mA級的離子束流；以及

將離子束流進行分離并收集目標同位素，

其特征在于：

所述痕量氣體同位素富集方法還包括：

在將痕量氣體電離產生mA級的離子束流之前，將痕量氣體同位素富集系統抽真空，然后對痕量氣體同位素富集系統進行熱烘烤；以及

在將離子束流進行分離并收集目標同位素之后將未被收集的氣體純化并循環至離子源進行連續多次富集，

所述痕量氣體為Ar氣體，并且所述痕量氣體同位素富集系統是權利要求1所述的痕量氣體同位素富集系統。

8.如權利要求7所述的痕量氣體同位素富集方法，其特征在于，所述離子束流的強度為1-100mA。