强流表面电离离子源

本文系统地描述了强流表面电离离子源的工作原理和结构。详细论述了研制该源的技术关键,主要有:电离器材料的选择与成型、电离器的加热问题、蒸汽的分配、流向与控制、非所需电离表面的冷却和离子光学等。该源自1972年研制成功以来,已经应用于大型180°电磁同位素分离器上,它适于分离硷金属和稀土元素的同位素。例如,分离铷元素,其最大引出总离子流达10mA,最大接收总离子流为66mA,平均接收离子流大于25mA。大量结果表明:该源具有强流、聚焦性能好,稳定可靠等优点,并可望推广应用于其它领域。最后,本文还讨论了该源中出现的一些有趣的实验现象,指出了进一步研究的问题。     

强流表面电离离子源

本文系统地描述了强流表面电离离子源的工作原理和结构。详细论述了研制该源的技术关键,主要有:电离器材料的选择与成型、电离器的加热问题、蒸气的分配、流向与控制、 非所需电离表面的冷却和离子光学等。该源自1972年研制成功以来,已经应用于大型180°电磁同位素分离器上,它适于分离硷金属和稀土元素的同位素。例如,分离铷元素,其最大引出总离子流达10mA,最大接收总离子流为66mA,平均接收离子流大于25mA。大量结果表明:该源具有强流、聚焦性能好,稳定可靠等优点,并可望推广应用于其它领域。最后,本文还讨论了该源中出现的一些有趣的实验现象,指出了进一步研究的问题。     

强流高稳定性高频离子源

本文描述了一个强流高稳定性的高频离子源。它能够在10 kV引出电压、36—40kV束能条伴下给出8mA的离子流。在引出电压为7kV,输出流强6mA的情况下,连续运行八小时,束流的最大变化不超过1.3%;在引出电压为4.5kV,输出流强3 mA的情况下,连续运行120小时后束流下降10%。这一源具有83%的质子比。它已用于我校研制的一台ZF-300 keV小型中子发生器上,并可用于其他高压型粒子加速器和氢离子束实验装置。     

Calutron离子源大束流的获得

一、引言弧放电离子源广泛应用到大型同位素分离器上。这种离子源的通用性好,几乎适用于元素周期表中的所有元素,而且流强比较大,可以达到几百mA的离子流。因而许多作者都曾对这种离子源进行过深入的理论研究和结构上的改进,使得这种离子源的水平有了很大的提高。     

用于硼中子俘获治疗的强流质子回旋加速器中心区结构优化设计

中国原子能科学研究院目前正在研制用于硼中子俘获治疗（BNCT）的强流质子回旋加速器,该加速器设计引出能量14 MeV、质子束流强大于1 mA。相比引出流强为400 μA的PET回旋加速器,BNCT强流质子回旋加速器对中心区相位接收度和轴向聚焦的要求更高。为实现mA量级的束流的加速和引出,BNCT强流质子回旋加速器采取了增加负氢束流注入能量、增大磁铁镶条孔径、使用用于增大Dee盒头部张角的阶梯状结构及调整加速间隙的入口和出口高度等一系列中心区结构优化设计,有效地提高了中心区的相位接收度,改善了轴向电聚焦。在新的离子源注入能量下通过数值计算得到实测场下的轴向电聚焦和间隙高度的关系,选取合适的间隙高度获得最佳的轴向聚焦,从而确定了mA量级束流的注入和加速的中心区结构。同时在设计中考虑空间电荷效应的影响,计算了不同流强下的束流尺寸变化。中心区结构在实测磁场下的优化设计计算结果表明,BNCT强流质子回旋加速器中心区的束流对中好于0.5 mm,相位接收度大于40°,中心区最高可接收流强3 mA。目前,新的中心区结构已进入机械加工阶段。     

钢水液面测量仪

本文描述了钢水液面测量仪的组成、特点、主要技术性能,以及和它配套用的非均匀线状源的设计、测量方法。仪器具有放射源月份衰减补偿和在高液位时输出为零的特点。其料位量程约100mm,重复性±2％满量程,脉冲速率450～9000脉冲/s,输出最大电流5mA。     

脉冲离子束轰击靶的热效应数值模拟

分析了脉冲离子轰击靶膜和衬底的热效应,在能量较低的情形下,离子轰击处理为靶膜表面热流输入。采用有限元程序,对能量为600keV、束流为12mA的不同束斑半径的脉冲离子流轰击Cu基Ti靶的热传导进行了数值计算,得到了热传导清晰物理图象。     

强流脉冲离子束产生的实验研究

分析了箍缩反射离子的工作原理，实验研究了二极管结构参数对其电参数的影响。在200kV加速器装置上获得了最大峰值2.lkA、脉宽约20ns、束能5．5J的离子流，最大离子产生效率达到6.2％。     

750KeV,50mAH—RFQ预注入器调整结果

文章介绍西德DESY研究所750keV负氢离子预注入器的调整结果。通过提高弧流,磁控管型H~-离子源可以引出18keV,60—80mA的H~-脉冲离子流。发现外部磁场可以在螺旋管内部感生一个方向大体相同的磁场。在低能输运段,离子束空间电荷中和所需的时间约100μs。在离子源引出束流约65mA时,经两对螺旋管聚焦和RFQ加速后可以获得能量为750±8.8keV,聚团半宽度约0.8ns,发射度约3mm·mrad,束流为52mA的脉冲H~-流;其中33mA以上的束流处于1mm·mrad以内。     

K-400高压倍加器的应用与改进

我校K-400高压倍加器是上海先锋电机厂1966年的产品。其主要技术指标为: (1)空载时最高电压为440kV。(2)高压电流最大输出电流5mA。(3)K-400高压倍加器采用高频离子源,离子源在气耗量低于50cm~3大气压/小时情况下离子流不低于2mA。(4)在额定引出束流时,系统真空度不低于2×10~(-5)mmHg。(6)氘氚反应中子产额为5×10~(10)n/s,最高可达1×10~(11)n/s。 该加速器自1967年出束以来运行正常。随着应用领域的扩展和研究课题的深入,对加速器也作了一些改进。     

高产额中子发生器研制

本文介绍了用于安检辐射成像的高产额中子管及中子发生器装置的主要性能指标和研发设计过程。中子管离子源采用冷阴极潘宁离子源,在引出阴极加磁钢,提高引出离子浓度。离子光学系统采用单电极加速结构,靶端通过外加电阻产生抑制电压,减小靶流,提高中子管工作稳定性。对中子管离子源和靶端通过散热结构设计和利用变压器油进行散热,效果良好。通过对中子管的各项性能参数进行测试,离子流可达50 mA以上,引出束流接近1 mA,中子产额达1.1×10¹⁰s^-1。研发的高产额中子管及发生器装置具有产额高、工作稳定、安全便携等优点,达到了设计目的。     

15-20mA负氢离子源的设计

制约强流质子回旋加速器技术发展的一个主要因素是离子源的束流强度以及束流品质，为提高引出流强、改善束流品质，中国原子能科学研究院一直致力于离子源的发展。2000年建成了平均流强5．2mA的负氢离子源，束流发射度达到了0．65πnm-mrad，2004年建成了高于10mA的负氢离子源。为进一步提高束流流强，满足中国原子能科学研究院串列加速器升级工程的需求，在原有10mA负氢离子源基础上设计1台新的离子源，将平均引出束流提高到15-20mA。     

低能高束流氩离子源的结构及性能

离子源技术是等离子体研究中的一项重要内容,而低能大束流源则是离子源技术研究中的一个重要方向,因为这样的源在离子束刻蚀、离子束溅射镀膜以及荷能粒子与物质相互作用方面都有广泛的应用;本文采用空心阴极空心阳极结构,用热阴极电子发射弧放电驱动并用磁场约束产生等离子体,用曲面发射引出离子束,研制成了氩气放电溅射离子源;研究了灯丝加热电流、弧压对弧流的影响和弧流与工作气体压力对离子束引出的影响规律.离子源的引出电压在0-4.0 kV之间连续可调,最大引出束流为100 mA,束斑面积为φ6.0 cm,以Ti为溅射靶时的最大溅射沉积率为0.45 nm/s,离子源可连续工作160 h.     

金属工艺用强流离子注入机靶室

一、引言离子注入技术对金属表面不仅能改善表面磨损、疲劳、腐蚀、氧化等性能,而且具有可观的经济效益。因此,世界上都十分关注并积极开展这方面的研究和应用工作。金属工艺用强流注入机部件中,靶室是一个极其重要的部件。英国哈威尔一台工艺用气体离子注入机,其靶室为φ2.5m×2.5m,注入工件可允重1000kg。 SC-50型金属工艺用注入机能量为50keV,氮离子流强为3—5mA,靶室真空腔容积为φ30cm×50cm,这是国内第一台可供工艺用的注入样机。     

基于ARM的嵌入式Linux网络数据传输性能分析

大型高能物理实验数据采集系统普遍采用多级触发结构,各级间用网络将数据发送到更高级别的系统。以太网技术多作为触发数据传输的媒介。为提高系统传输效率,找到系统数据传输的优化方法,本文基于ARM平台,从数据流角度阐述了Linux2.4内核网络数据的接收过程,并结合测得的内核内部数据分析了网络性能变化的具体原因,给出优化系统性能的方向。     

多阴极金属等离子体源的特性及应用研究

设计了一种新型的多阴极金属等离子体源,对离子流分布均匀性、导管偏压和约束磁场电流进行了测试和优化.采用该装置制备了TiAlSiN多元复合薄膜,利用EDX、XRD、XPS和纳米探针对薄膜的组成、微结构和力学性能进行测试分析.结果表明,该装置可成功地制备复合薄膜,合成的薄膜具有n-TiAlN/a-Si3N4复合结构,具有高...     

15cm双潘宁离子源等离子体产生器

介绍研制的１５ｃｍ双潘宁离子源等离子体产生器的结构和工作原理，研究了磁场、气压和弧功率等运行参数对源特性的影响，最后结合朗缪尔探针测量结果进行了讨论。该产生器的探针饱和离子流密度已达到２００ｍＡ／ｃｍ２以上，引出面附近的离子密度径向不均匀度＜±５％，噪声水平＜±１０％。     

10cm×30cm矩形射频离子束源的研制

本文介绍了射频(Radio frequency,RF)感应耦合等离子体(Inductive couple plasma,ICP)离子束源的设计研究.该射频离子束源可工作于Ar,在使用四栅引出系统时,可获得100-1000 eV的离子束.当射频功率为900 W,在Ar为工作气体时,束流可达到600 mA.在束流为120 mA时,距源26 cm处,在主轴方向27 cm的范围内不均匀性小于±6%.该离子束源可作为大面积离子束刻蚀、离子束抛光等的离子束源.     

负氢离子源控制系统

控制系统对于加速器的整体运行起着至关重要的作用,本文介绍一新离子源实验台架的控制系统,它是在中国原子能科学研究院原有10mA离子源基础上建立起来的负氢离子源,目标是实现束流流强15~20mA。     

稳态超导磁镜装置工程调试进展

本文扼要地介绍了稳态超导磁镜装置的概貌。给出了在1977——1982年期间装置真空系统、电气系统、粒子束物理对中、离子注入器、碳弧中性化室和捕集室低温超导系统的局部调试和装置联合工程调试的结果。通过对装置的局部调试和联调,达到了第一期工程指标。离子源能量100keV,引出总离子流0.7A,H_2~ 束在透镜入口达120mA,注入到捕集室中心为26mA,最高注入中性束等效流强为7.2mA。捕集室超导磁体在4.2K液氦条件下实现超导9h,当磁体升流133A时,捕集室中心磁场达21.7kGs。采用了冷凝吸附抽气技术,捕集室静真空度最高达4.8×10~(-9)Torr,注束时动真空度为3.5×10~(-8)Torr。