[發明專利]用于同位素測量的加速器質譜裝置

有效

• 申請號: 202010002369.1
• 申請日: 2020-01-02
• 公開（公告）號: CN111157605B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 何明;包軼文;姜山;游曲波;蘇勝勇;李康寧;趙慶章;龐儀俊
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: G01N27/62
• 分類號: G01N27/62;H01J49/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張成新

1.一種用于同位素測量的加速器質譜裝置(100)，包括：

離子源(10)、注入系統(20)、加速管(30)、氣體剝離系統(40)、分析系統(50)以及探測系統(60)，其中，

所述離子源(10)與所述注入系統(20)連接，

所述注入系統(20)的輸出端與所述加速管(30)連接，

所述加速管(30)的輸出端與所述氣體剝離系統(40)連接，

所述氣體剝離系統(40)的輸出端與所述分析系統(50)連接，所述分析系統(50)連接至所述探測系統(60)；

其中，所述離子源(10)用于產生同位素負離子，所述同位素負離子包括¹³C負離子和¹⁴C負離子；

所述注入系統(20)對所述同位素負離子進行分離，并且使所述同位素負離子交替注入所述加速管(30)；

所述加速管(30)對經所述注入系統(20)分離后的負離子進行加速；

所述氣體剝離系統(40)將所述加速后的負離子轉化為正離子，同時將分子離子瓦解；

所述分析系統(50)對所述正離子進行分析后將所述正離子送入所述探測系統(60)，所述分析系統(50)還用于測量¹²C正離子和¹³C正離子，所述探測系統(60)用于測量¹⁴C正離子、¹⁴C/¹²C的比值或¹³C/¹²C的比值中的至少一者；

所述氣體剝離系統(40)包括剝離管(41)，所述剝離管(41)的兩側設置分子泵(42)，并且所述氣體剝離系統(40)與所述分析系統(50)之間設置分子泵(42)。

2.根據權利要求1所述的加速器質譜裝置(100)，其中，

所述注入系統(20)包括注入磁鐵(21)、交替注入單元和測量單元(22)，所述測量單元(22)設置在所述注入磁鐵(21)的輸出端；

所述注入磁鐵(21)用于將所述離子源(10)產生的負離子偏轉至預設軌道；

所述交替注入單元用于將所述負離子交替注入至所述加速管(30)；

所述測量單元(22)用于對部分所述負離子測量。

3.根據權利要求2所述的加速器質譜裝置(100)，其中，

所述測量單元(22)為偏置法拉第杯。

4.根據權利要求3所述的加速器質譜裝置(100)，其中，

所述分析系統(50)包括分析磁鐵(51)和靜電分析器(52)；

所述分析磁鐵(51)的輸出端設置偏置法拉第杯(53)，用于測量經所述氣體剝離系統(40)產生的同位素正離子。

5.根據權利要求1所述的加速器質譜裝置(100)，其中，

所述離子源(10)及所述注入系統(20)設置在具有預設電壓的臺架上，所述氣體剝離系統(40)、所述分析系統(50)及所述探測系統(60)均處于地電位。

6.根據權利要求1所述的加速器質譜裝置(100)，其中，還包括：

束流傳輸系統(70)，所述束流傳輸系統(70)設置在所述離子源(10)與所述加速管(30)之間；

所述束流傳輸系統(70)包括導向器(71)和靜電四級透鏡(72)，所述導向器(71)設置在所述離子源(10)與所述注入系統(20)之間，用于調節束流位置；

所述靜電四級透鏡(72)設置在所述注入系統(20)與所述加速管(30)之間，用于對離子束流聚焦。

7.根據權利要求4所述的加速器質譜裝置(100)，其中，

所述注入磁鐵(21)及所述分析磁鐵(51)均采用偏轉半徑為35cm、偏轉角度為90度的雙聚焦二極磁鐵。

8.根據權利要求7所述的加速器質譜裝置(100)，其中，

所述靜電分析器(52)采用偏轉半徑為35cm、偏轉角度為90度的雙聚焦球面型靜電分析器。