[發明專利]一種用于同位素分離系統的靜電聚焦和加速系統及方法

有效

• 申請號: 202011395358.0
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112516797B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 孫良亭;劉玉國;武啟;劉建立;陳沁聞
• 申請（專利權）人: 中國科學院近代物理研究所
• 主分類號: B01D59/38
• 分類號: B01D59/38
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 王胥慧

1.一種用于同位素分離系統的靜電聚焦和加速系統，其特征在于，包括靜電聚焦透鏡和靜電加速管；

所述靜電聚焦透鏡固定設置在真空室內，包括第一地電極、中間電極和第二地電極；所述第一地電極、中間電極和第二地電極依次平行間隔設置，用于對從離子源引出的條形束流通過減加速過程進行聚焦；

所述靜電加速管固定連接所述真空室的出口，包括加速電極和絕緣陶瓷筒；若干所述加速電極平行間隔設置，且兩兩所述加速電極之間均通過一所述絕緣陶瓷筒連接，所述加速電極用于匹配聚焦后的束流，對聚焦后的束流進行加速；

所述第一地電極、中間電極、第二地電極和加速電極均采用橢圓跑道型結構，所述第一地電極和第二地電極具有相同的電勢，所述中間電極與所述第一地電極和第二地電極之間具有電勢差。

2.如權利要求1所述的一種用于同位素分離系統的靜電聚焦和加速系統，其特征在于，所述靜電聚焦透鏡還包括支撐架，所述支撐架的頂部固定連接所述真空室的頂部，所述支撐架上依次平行間隔設置所述第一地電極、中間電極和第二地電極。

3.如權利要求2所述的一種用于同位素分離系統的靜電聚焦和加速系統，其特征在于，所述支撐架包括橫向支撐桿和豎向支撐桿；

兩所述橫向支撐桿分別固定連接所述第一地電極、中間電極和第二地電極的直線側一端，每一所述橫向支撐桿的中部均固定連接一所述豎向支撐桿的一端，每一所述豎向支撐桿的另一端均固定連接所述真空室頂部的固定法蘭。

4.如權利要求1所述的一種用于同位素分離系統的靜電聚焦和加速系統，其特征在于，所述靜電加速管還包括屏蔽環，每一所述加速電極的弧形側兩端均設置有所述屏蔽環，所述屏蔽環用于降低離子束對所述絕緣陶瓷筒內壁的轟擊。

5.如權利要求3所述的一種用于同位素分離系統的靜電聚焦和加速系統，其特征在于，所述橫向支撐桿采用絕緣材料。

6.一種用于同位素分離系統的靜電聚焦和加速方法，其特征在于，包括以下內容：

1)通過真空泵對真空室抽真空；

2)從離子源引出的條形強流離子束通過離子源引出電極進入真空室；

3)條形強流離子束依次通過真空室內的第一地電極、中間電極和第二地電極進行聚焦，所述第一地電極、中間電極、第二地電極和加速電極均采用橢圓跑道型結構，所述第一地電極和第二地電極具有相同的電勢，所述中間電極與所述第一地電極和第二地電極之間具有電勢差；

4)聚焦后的束流離開真空室進入靜電加速管，通過加速電極進行進一步加速；

5)聚焦加速后的束流進入同位素分離磁鐵真空盒進行分離。