[發明專利]一種離子源實驗平臺

在審

• 申請號: 202110778229.8
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113411942A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 石金水;陳宇航;張聰;王丹;鄧建軍;馬瑞利
• 申請（專利權）人: 四川玖誼源粒子科技有限公司
• 主分類號: H05H1/00
• 分類號: H05H1/00
• 代理公司: 成都東唐智宏專利代理事務所(普通合伙) 51261
• 代理人: 羅言剛

本發明公開了一種離子源實驗平臺，包括線圈模塊、磁鐵結構模塊、離子源模塊、引出模塊、真空模塊、液壓模塊和離子源平臺支撐模塊：所述線圈模塊包括線圈和線圈擋條，其中所述線圈的外側安裝有線圈擋條；所述磁鐵結構模塊包括上蓋板、下蓋板、第一下磁軛、第一上磁軛、第二上磁軛、第二下磁軛、上磁極、凸臺和下磁極，其中所述上蓋板和下蓋板的分別位于線圈的上下兩側。該離子源實驗平臺，保證離子源實驗區域所產生的磁力線分布與緊湊型回旋加速器的中心區域磁力線分布基本上保持一致；本發明的真空盒所提供的真空條件能夠達到10^?5Pa的量級，且易于操作，解決了傳統離子源平臺因真空腔壁薄結構設計而容易出現真空度達不到的問題。

技術領域

本發明涉及應用在緊湊型回旋加速器的離子源性能研究技術領域，特別涉及到對于離子源結構優化的性能研究技術領域，具體為一種離子源實驗平臺。

背景技術

離子源用于在回旋加速器產生束流，堪稱回旋加速器的心臟。離子源的性能指標包括束流強度、束流穩定性以及最佳工作氣流等參數。其中，離子源最主要的性能指標為束流強度。為了研究離子源的性能，對于離子源能夠產生束流強度大小的考慮是必不可少的，則需要一種平臺，專門是用來研究離子源所能夠產生束流強度的產額情況。

由于緊湊型回旋加速器中所使用的離子源屬于潘寧離子源類型，需要一個外界磁場才能讓電子在陽極筒內部與通入的氫氣發生反應，并在外部電場的條件下將反應所生成的負氫離子進行引出，為緊湊型回旋加速器提供負氫離子的束流。為了研究不同結構的離子源所能夠產生的束流強度，需要設計一個能夠滿足離子源運行條件的研究平臺。

離子源的工作性能與磁場形狀相關性很大。在傳統的離子源平臺中，由于磁極面的設計是一對上下的平行面，所產生的磁感線在磁極面之間是相互平行的，這與緊湊型回旋加速器中的磁感線分布并不一致。因此，使用傳統離子源平臺獲得的研究結論并不準確。

另外，磁鐵與離子源真空腔是分離的，實驗研究中存在運動關系。由于涉及到離子源裝配、真空腔的插入，離子源與磁極面之間的位置關系很難控制，所以實驗結果的重復性較差。

大磁極面的相互平行設計，使真空腔被設計成一個較為狹窄的空間，不利于實驗相關的部件安裝至實驗真空腔內部，導致傳統的離子源平臺拓展性較差。

獨立的真空腔設計要求腔壁較薄，導致了實驗中腔體會發生形變、漏氣等問題，影響實驗的真空度以及幾何一致性；

狹小的上下面間距使引出電極與真空腔的上下端面極易發生打火，導致引出電壓無法穩定加載，影響實驗的開展。

因此，我們提出一種離子源實驗平臺，以便于解決上述中提出的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種離子源實驗平臺，以解決上述背景技術提出的目前傳統的離子源平臺中，由于磁極面的設計是一對上下的平行面，所產生的磁感線在磁極面之間是相互平行的，這與緊湊型回旋加速器中的磁感線分布并不一致，使用傳統離子源平臺獲得的研究結論并不準確，磁鐵與離子源真空腔是分離的，實驗研究中存在運動關系，涉及到離子源裝配、真空腔的插入，離子源與磁極面之間的位置關系很難控制，所以實驗結果的重復性較差等問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種離子源實驗平臺，包括線圈模塊、磁鐵結構模塊、離子源模塊、引出模塊、真空模塊、液壓模塊和離子源平臺支撐模塊：

所述線圈模塊包括線圈和線圈擋條，其中所述線圈的外側安裝有線圈擋條；

所述磁鐵結構模塊包括上蓋板、下蓋板、第一下磁軛、第一上磁軛、第二上磁軛、第二下磁軛、上磁極、凸臺和下磁極，其中所述上蓋板和下蓋板的分別位于線圈的上下兩側，且第一下磁軛和第一上磁軛與第二下磁軛和第二上磁軛之間呈對應左右對稱設置在上蓋板與下蓋板之間，所述上磁極和下磁極呈上下對稱設置在上蓋板與下蓋板之間，且上磁極和下磁極的內側均設置有凸臺；