[發明專利]一種低能離子束誘變育種設備和誘變方法

在審

• 申請號: 202010796815.0
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN111820127A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 陳恒;李森;李楠;劉少華;邱力軍;詹福如
• 申請（專利權）人: 西京學院
• 主分類號: A01H1/06
• 分類號: A01H1/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 劉妮

1.一種低能離子束誘變育種設備，其特征在于，包括電子槍真空室(1-2)、離子源真空室(1-11)和育種輻照腔(4-1)，所述的電子槍真空室(1-2)內部設置有電子槍(1-1)，所述的電子槍真空室(1-2)和離子源真空室(1-11)通過傳輸窗(1-8)連通，所述的電子槍(1-1)和傳輸窗(1-8)同軸設置，所述的電子槍真空室(1-2)外部連接有第一槍室放氣閥(1-13)，所述的離子源真空室(1-11)設置有槍室進氣閥(1-12)和第二槍室放氣閥(1-15)，在離子源真空室(1-11)上與傳輸窗(1-8)相對的一側設置有離子束引入裝置(1-14)，所述的離子束引入裝置(1-14)與育種輻照腔(4-1)連接。

2.根據權利要求1所述的一種低能離子束誘變育種設備，其特征在于，所述的電子槍(1-1)為三極電子槍，由燈絲(1-3)、陰極(1-4)、聚束極(1-5)、陽極(1-6)和聚焦線圈(1-7)組成，其中，聚束極(1-5)罩設在燈絲上，陰極(1-4)與燈絲(1-3)連接，陽極(1-6)設置在燈絲(1-3)同軸的對位處，電子槍(1-1)外側兩邊分別放置有聚焦線圈(1-7)，聚焦線圈(1-7)連接在第一金屬圓筒電極(3-4)兩側。

3.根據權利要求2所述的一種低能離子束誘變育種設備，其特征在于，還包括真空系統，所述的真空系統包括工控機(2-1)，工控機(2-1)的輸出端連接PLC設備(2-2)的輸入端，PLC設備(2-2)的輸出端連接控制器件(2-3)和工控機(2-1)的輸入端，PLC設備(2-2)的輸入端連接檢測器件(2-4)的輸出端，控制器件(2-3)的輸出端連接檢測器件(2-4)的輸入端。

4.根據權利要求3所述的一種低能離子束誘變育種設備，其特征在于，所述的控制器件(2-3)包括有大氣閥(4-3)、槍室進氣閥(1-12)、旁抽閥(4-5)、高閥(4-6)、前置閥(4-8)、真空室分子泵(4-7)、真空室機械泵(4-9)、冷卻水泵(4-10)；其中大氣閥(4-3)通過管道(4-2)連接到育種輻照腔(4-1)內側，育種輻照腔(4-1)通過管道(4-2)連接離子源真空室(1-11)外側的槍室進氣閥(1-12)，育種輻照腔(4-1)底部通過管道(4-2)連接冷卻水泵(4-10)，育種輻照腔(4-1)外部通過管道(4-2)連接旁抽閥(4-5)進而高閥(4-6)，高閥(4-6)通過管道(4-2)連接真空室分子泵(4-7)，真空室分子泵(4-7)通過管道(4-2)連接前置閥(4-8)，前置閥(4-8)通過管道(4-2)連接旁抽閥(4-5)和真空室機械泵(4-9)，育種輻照腔(4-1)外側連接有艙門(4-12)，內腔底部放置有種子轉盤(4-11)。

5.根據權利要求4所述的一種低能離子束誘變育種設備，其特征在于，所述的離子束引入裝置(1-14)采用三電極引出系統，其三電極引出系統分別由金屬圓板電極(3-6)、第二金屬圓筒電極(3-7)、金屬多孔電極(3-8)組成。

6.根據權利要求5所述的一種低能離子束誘變育種設備，其特征在于，所述的低能離子束誘變育種設備還包括電源組系統，所述的電源組系統包括燈絲電源(3-1)、陽極電源(3-2)、高壓加速電源(3-3)、磁場電源(3-5)和抑制電源(3-9)，所述燈絲電源(3-1)的正極端連接燈絲(1-3)的正極端和陽極電源(3-2)的負極端，所述燈絲電源(3-1)的負極端連接燈絲的(1-3)負極端，所述陽極電源(3-2)的正極端連接可控計時開關S1的一端，所述可控計時開關S1的另一端連接電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4的一端，電阻R1的另一端連接金屬圓板電極(3-6)的一端，電阻R2的另一端連接第二金屬圓筒電極(3-7)的一端，電阻R3的另一端連接第一金屬圓筒電極(3-4)的一端，電阻R4的另一端連接高壓加速電源(3-3)的正極端和金屬多孔電極(3-8)的一端，所述高壓加速電源(3-3)的負極端連接GND端和金屬多孔電極(3-8)的一端，所述磁場電源(3-5)的正極端、負極端分別連接第一金屬圓筒電極(3-4)的兩端，所述抑制電源(3-9)的正極端、負極端分別連接GND端和金屬多孔電極(3-8)的一端。

7.權利要求1所述的低能離子束誘變育種設備的誘變方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)開機前準備，打開冷卻水泵(4-10)進行冷卻水開通，接通設備輸入電源220v；

(2)打開育種輻照腔(4-1)外側艙門(4-12)，開艙門(4-12)過程中需要確保電源組系統高壓電源(3-3)關閉、無束流，確保高閥(4-6)、旁抽閥(4-5)已關閉，之后打開大氣閥(4-3)，當育種輻照腔(4-1)內外氣壓平衡時，開啟艙門(4-12)；

(3)放樣品，將樣品依次放入育種輻照腔(4-1)內側的種子轉盤(4-11)上，一次最多放置6盤樣品，放置完成后關緊艙門(4-12)，此時育種輻照腔(4-1)為大氣壓狀態，之后抽取育種輻照腔(4-1)內部氣壓，使主腔室氣壓達到10^-3Pa以下；

(4)抽真空，先開啟真空室分子泵(4-7)和真空室機械泵(4-9)，再開啟前置閥(4-8)，之后打開旁抽閥(4-5)。當育種輻照腔(4-1)內氣壓處于40-60pa時，關閉旁抽閥(4-5)，開啟高閥(4-6)；

(5)設置各樣品的輻照參數，

(6)開啟離子源，打開槍室進氣閥(1-12)，向離子源真空室(1-11)內注入工作氣體氮氣、二氧化碳等氣體，使離子源真空室(1-11)氣壓保持在5×10^-3Pa和5×10^-2Pa范圍之內；

(7)上位機發送指令，開啟種子輻照；

(8)輻照結束，取出樣品，并進行關機操作。