[發(fā)明專利]基于電流互感傳感器可實時顯示離子束密度分布的測量靶

在審

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• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113031049A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設計）人: 于利明;陳偉;石中兵
• 申請（專利權(quán)）人: 核工業(yè)西南物理研究院
• 主分類號: G01T1/29
• 分類號: G01T1/29
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 董和煦

本發(fā)明屬于離子束技術(shù)領域，具體涉及一種基于電流互感傳感器可實時顯示離子束密度分布的測量靶。本發(fā)明包括石墨靶板，在石墨靶板正面的中心位置，開有以十字形排列的若干個小孔，十字形最外端構(gòu)成的圓形為離子束邊界，在石墨靶板背面安裝有若干個電流互感傳感器，每一個電流互感傳感器上連接有信號引出線。本發(fā)明用于測量加速器引出的大面積大功率離子束的束密度分布。

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于離子束技術(shù)領域，具體涉及一種基于電流互感傳感器可實時顯示離子束密度分布的測量靶。

背景技術(shù)

托卡馬克加熱的中性束、診斷束和實驗、工業(yè)使用的高能量加速器等裝置的引出離子束的束分布情況是引出束性能的重要參考指標。

大多數(shù)托卡馬克裝置的中性束加熱系統(tǒng)的引出離子束都使用熱測靶對引出束截流，利用離子束轟擊測量靶產(chǎn)生熱量使陣列排布的探測器測量溫度的升高來進行相對測量，如熱電偶陣列、紅外相機或法拉第筒陣列等。使用這些傳統(tǒng)的方法測量，只能給出最終溫度、電荷變化的積累量，不能實時測量引出離子束的分布變化。并且還需要水冷系統(tǒng)為測量靶降溫，設計比較復雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種基于電流互感傳感器可實時顯示離子束密度分布的測量靶，用于測量加速器引出的大面積大功率離子束的束密度分布。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案：

一種基于電流互感傳感器可實時顯示離子束密度分布的測量靶，包括石墨靶板，在石墨靶板正面的中心位置，開有以十字形排列的若干個小孔，十字形最外端構(gòu)成的圓形為離子束邊界，在石墨靶板背面安裝有若干個電流互感傳感器，每一個電流互感傳感器上連接有信號引出線。

所述電流互感傳感器的安裝位置與小孔相對應。

所述電流互感傳感器通過絕緣支架安裝在石墨靶板上。

所述電流互感傳感器直徑大于小孔的直徑。

加速器引出離子束轟擊石墨靶板的正面。

所述石墨靶板的正面用于接收離子束的轟擊，離子束邊界的大小取決于加速器引出離子束邊界的大小。

所述離子束轟擊到石墨靶板后，大部分離子束被耐高溫的石墨靶板截流，而通過小孔的小束的離子束強度會被放置在小孔后方的高精度電流互感傳感器探測到。

通過第i個小孔的小離子束電流被電流互感傳感器測得，其值為I_i＝n_izesv,其中n_i、z、e、s和v分別為通過第i個小孔的離子束的局部密度、單個離子所攜帶的電荷、電子的電量、小孔的面積和離子的水平速度。

通過第i個小孔處的離子束局部密度為其中，離子源加速器的引出電壓為V_a，離子的質(zhì)量為m，離子的引出速度均為

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

(1)本發(fā)明提供一種基于電流互感傳感器可實時顯示離子束密度分布的測量靶，用于測量加速器引出的大面積大功率離子束的束密度分布；

(2)本發(fā)明提供一種基于電流互感傳感器可實時顯示離子束密度分布的測量靶，靶板選取石墨材料具有耐高溫和不會產(chǎn)生二次電子的優(yōu)點，并且價格低廉，制備和更換方便。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供一種基于電流互感傳感器可實時顯示離子束密度分布的測量靶正視圖；

圖2為本發(fā)明提供一種基于電流互感傳感器可實時顯示離子束密度分布的測量靶后視圖；

圖3為本發(fā)明提供一種基于電流互感傳感器可實時顯示離子束密度分布的測量靶中心剖視圖；

圖4為圖3局部放大圖；

圖5為離子束測量靶放置圖；