[發(fā)明專利]一種核孔膜工業(yè)生產(chǎn)用的重離子生產(chǎn)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010146079.4
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111292866B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王兵;孫良亭;莫丹;張金泉;王賢武;姚慶高;吳巍;馬藝準(zhǔn);楊龍;吳北民;盧旺;楊建成;胡正國;徐瑚珊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院近代物理研究所
• 主分類號: G21K5/04
• 分類號: G21K5/04;H05H7/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 謝斌

本發(fā)明涉及一種核孔膜工業(yè)生產(chǎn)用的重離子生產(chǎn)裝置，包括離子源、LEBT束線、粒子加速器、HEBT束線和膜照射終端；離子源用于產(chǎn)生高電荷態(tài)的重離子束流并對重離子束流進(jìn)行初級加速；LEBT束線用于對重離子束流進(jìn)行分析并匹配傳輸至粒子加速器；粒子加速器對重離子束流進(jìn)行主加速，然后注入到HEBT束線；HEBT束線將注入的重離子束流劈分成若干股重離子束流后分別傳輸至若干個膜照射終端，膜照射終端將重離子束流引出并對放置于大氣環(huán)境中的薄膜進(jìn)行照射。本發(fā)明由于可以將薄膜放置在大氣環(huán)境下進(jìn)行照射，使薄膜的更換方便快捷，大大減小更換薄膜的時間，且在同一時間，可有多個終端同時照射薄膜，極大提高薄膜的照射效率，從而提高核孔膜的生產(chǎn)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種重離子生產(chǎn)裝置，具體涉及一種核孔膜工業(yè)生產(chǎn)用的重離子生產(chǎn)裝置，屬于核孔膜生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

重離子核孔膜在水處理、空氣過濾以及清潔能源(如鋰離子電池隔膜)等方面具有不可替代的優(yōu)秀作用，并在新型特殊功能材料方面有著獨特的作用，有望在民用和軍用新材料方面有許多突破性進(jìn)展。

目前國際上已有的核孔膜照射專用裝置，可提供的重離子單核子能量約為3MeV/u，需照射的薄膜只能放置在真空狀態(tài)，且在同一時間段只有一個照射終端工作，薄膜的照射效率不高，導(dǎo)致核孔膜的生產(chǎn)效率低。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種核孔膜工業(yè)生產(chǎn)用的重離子生產(chǎn)裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種核孔膜工業(yè)生產(chǎn)用的重離子生產(chǎn)裝置，包括離子源、LEBT束線、粒子加速器、HEBT束線和膜照射終端；所述離子源用于產(chǎn)生高電荷態(tài)的重離子束流并對重離子束流進(jìn)行初級加速；所述LEBT束線設(shè)置在所述離子源的出口和所述粒子加速器的入口之間，用于對所述離子源產(chǎn)生的重離子束流進(jìn)行分析，以根據(jù)不同類型核孔膜需求選定適合加速的重離子，然后匹配傳輸至所述粒子加速器；所述粒子加速器對重離子束流進(jìn)行主加速，然后注入到所述HEBT束線；所述HEBT束線將注入的重離子束流劈分成若干股重離子束流后分別傳輸至若干個膜照射終端，所述膜照射終端將重離子束流引出并對放置于大氣環(huán)境中的薄膜進(jìn)行照射。

所述的重離子生產(chǎn)裝置，優(yōu)選地，所述LEBT束線包括依次設(shè)置的：第一螺線管磁透鏡，用于對引出重離子束流進(jìn)行聚焦或散焦；雙向校正磁鐵，用于調(diào)整重離子束流至中心位置；分析二極磁鐵，用于分析重離子種類并選定適合加速的重離子；第一組合四極磁鐵，用于對選定的重離子束流進(jìn)行聚焦或散焦；雙向偏轉(zhuǎn)二極磁鐵，用于使重離子束流的方向偏轉(zhuǎn)；第二組合四極磁鐵和第二螺線管磁透鏡，用于對重離子束流進(jìn)行聚焦或散焦。

所述的重離子生產(chǎn)裝置，優(yōu)選地，所述HEBT束線包括依次設(shè)置的：劈束裝置，至少一個所述劈束裝置沿所述HEBT束線的傳輸方向依次放置，用于將所述粒子加速器引出的一束重離子束流進(jìn)行分割以劈分成若干股重離子束；偏轉(zhuǎn)二極磁鐵，用于使重離子束流的方向偏轉(zhuǎn)以傳輸至所述膜照射終端；聚焦四極磁鐵，用于對引出重離子束流進(jìn)行聚焦或散焦；水平掃描磁鐵和垂直掃描磁鐵，用于使重離子束流的束斑均勻。

所述的重離子生產(chǎn)裝置，優(yōu)選地，所述LEBT束線同時與若干個所述離子源連接，且若干個所述離子源在極短時間間隔內(nèi)交替運(yùn)行。

所述的重離子生產(chǎn)裝置，優(yōu)選地，所述離子源為超導(dǎo)離子源和/或ECR離子源。

所述的重離子生產(chǎn)裝置，優(yōu)選地，所述離子源產(chǎn)生的高電荷態(tài)重離子的平均束流強(qiáng)度為百微安量級。

所述的重離子生產(chǎn)裝置，優(yōu)選地，所述粒子加速器能夠?qū)⒅仉x子束流加速到單核能約為5MeV/u至20MeV/u。

所述的重離子生產(chǎn)裝置，優(yōu)選地，所述粒子加速器為超導(dǎo)回旋加速器。