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。     

强流表面电离离子源

本文系统地描述了强流大型表面电离离子源的原理、结构、主要技术关键以及工作性能。该源已应用于大型180°电磁同位素分离器上,例如对铷元素,其最大引出离子流达120mA,最大接收离子流为66 mA,平均接收离子流在(25～33)mA之内。结果表明,源结构可靠,性能良好,有希望推广应用于其他领域。     

中性束蚀刻及其所用离子源

随着大规模集成电路和半导体器件结构尺寸的不断缩小和器件复杂性的不断增加，低能中性束由于其固有的电中性性质将成为进行无电荷和低损伤蚀刻的一种有前途的技术。本文给出了蚀刻微细图案的发展状况，估价了低能中性束蚀刻的优越性，评述了蚀刻用低能中性束源及其用于蚀刻研究的目前世界状况，分析了把各种离子源用于低能中性束蚀刻的潜力和限制，并提出了研制中性束源及其蚀刻的建议。     

一台可产生直流束和微秒脉冲束的ECR离子源

ECR离子源与其他离子源相比具有一些优点。例如在放电室中具有较低的工作气压,能产生均匀的高密度等离子体,由于无热阴极可耐腐蚀气体,工作寿命长、发射度小、高原子离子比和束流强度大。所以,应用在中子发生器中具有良好发展前景。专门应用于中子发生器的ECR离子源既可引出直流离子束,又可引出微秒脉冲离子束。介绍了这种ECR离子源的工作原理和结构,给出了测量到的主要参数和脉冲波形。     

冷阴极潘宁离子源通过表面溅射直接引出负离子

在不引入铯蒸汽的情况下，对袖珍型永磁冷阴极潘宁离子源通过固体表面溅射的方式，直接引出氯、溴等元素的负离子进行了初步研究。利用该源，在气耗量小于２０ｃｍ３／ｈ、弧功率约５０Ｗ的情况下，除了从放电气体中直接引出相关元素的负离子外，分别以ＮａＣｌ、ＮａＢｒ、ＮａＦ为阴极靶材，通过表面溅射，在传输效率为１５％时，得到相应元素的负离子分析束Ｆ－６０μＡ、Ｃｌ－６８μＡ、Ｂｒ－３９μＡ。实验中观测到，不同的辅助工作气体对固体表面溅射形成负离子的产额有一定的影响。     

表面电离的计算与测量

通过对电离度和表面下离子流密度的计算以及对靶电流和负离子的测量，对诸如钽，铁，钨，镍，铼和铂等高功函数金属表面的电离效率进行比较研究后表明：铁作为一种普通金属同样是较好的电离材料，并对影响表面电离的温度，铯蒸汽压力以及表面功函数进行了讨论。     

EAST中性束注入射频离子源放电模拟研究

中性束注入加热是核聚变中非常重要的一种辅助加热手段,离子源所能达到的性能决定了东方超环(Experimental Advanced Superconducting Tokamak, EAST)中性束注入所能达到的指标。为了实现长脉冲和高功率加热的需求,采用射频离子源取代传统的热阴极离子源已成为未来离子源发展的一种趋势。本文对射频离子源的结构设计和放电特性进行了理论模拟研究,给出了线圈匝数、匝间距、驱动器尺寸、放电气压和射频功率等参数与等离子体参数间的关系,为接下来射频离子源的研制和实验奠定一定的理论基础。     

强流双潘宁离子源弧特性研究

针对22cm双潘宁离子源,研究了其弧流与放电调节参数的关系以及二次进气的效果,确定了拉长弧流脉宽、提高弧流强度与稳定性、达成离子源合适工作状态的措施,为获得高品质的弧流提供了依据.离子源弧特性测试研究结果对提高强流离子源的工作性能以实现NBI系统强流准稳态运行有重要的指导意义.     

EAST强流离子源电源系统的初步测试运行

测试NBI大功率强流离子源的综合测试台正在建设,已研制了离子源等离子体发生器电源系统、等离子体电极高压电源及梯度极分压器、抑制极负高压电源等电源系统,以及高压传输线及缓冲器,在测试台上开展了对EAST中性束注入器第一台兆瓦级强流离子源样机进行整体电源系统测试和离子源起弧放电的初步测试,完成了离子源电源系统初步性能测试及...     

支持气体对弧放电离子源的有益作用

在弧放电等离子体离子源中,用支持气体改善离子源的工作已有三十年的历史。美国ORNL在Calutron源中引进N_2或惰性气体。1973年Freeman提出,蒸汽未放电时,先用惰性气体帮助放电,直到蒸汽能建立放电时就停止供气。1977年Hudson等报道了用支持气体提高Ne~(6 )流强。但是,支持气体在弧放电离子源中的作用,至今尚未深入研究,     

用于溅射负离子源的透射表面电离器的研制

介绍了１种应用于表面电离型溅负离子源的球面形透射表面的电离器，并阐述了原理。这种电离器可使铯蒸气直接通过，避免了铯蒸气绕射造成电离表面铯原子通量低的缺点，增大了铯离子的产额也使离子源的流强较采用非透射型电离器时提高了５０－８７％。‘     

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。     

MEVVA离子源凸形引出电极的研制

介绍了金属蒸气真空弧(Metal vaporvacuumarc,MEVVA)离子源的凸形引出电极的研制.研究表明,凸形引出电极可以完成离子束的强制发散功能,从而在较短的引出距离和较小的引出电极面积的条件下得到大的束斑和均匀可应用的束流分布.通过对几种不同的电极结构的比较研究,得到了满足应用要求的凸形引出电极.     

透射型表面电离源的研制

以镍或铂等高功函数金属网为电离材料制成了间接加热式球形表面电离器，用于溅射型负离子源中，正铯离子流达到ｍＡ级，被溅射的负离子流（如Ｐ）分析后可达５０－６０μＡ。透气的电离表面增加了铯蒸汽的流量，避免了流动缓慢区的形成，并减少了污染。     

双潘宁离子源等离子体发生器电源系统

针对强流双潘宁离子源等离子体发生器电源系统的特殊要求,介绍了灯丝电源和弧电源的组成及其作用,并对其主电路设计思路进行了相关的分析。离子源等离子体放电实验结果表明,该套等离子体电源系统达到了设计指标要求。     

NEC 14C测量AMS系统离子源升级

为提高样品测量效率,对MC-SNICS多靶位铯溅射负离子源进行了升级改进.改进后的离子源采用球面电离器代替原有的锥面电离器,对供铯系统也进行了比较彻底的改造,通过参数优化,12C-引出流强最大可达近150 μA,比原有离子源提高了1倍以上.流强的提高增加了加速器的束载效应,导致纹波变大,对测量稳定性造成一定影响.通过增加主分析磁铁后的光阑孔径和优化束流传输,可使AMS保持高的测量精度,同时对测量本底未产生大的影响.     

Calutron离子源离子束引出中的两次等离子体聚焦过程

从等离子体中引出离子束,是气体放电离子源研制中的一个重要课题。与电子枪中从阴极引出电子束相比,有类似之处,即离子离开等离子体后所遵从的基本物理规律(如泊松方程、运动方程和连续方程)和电子离开阴极后所遵从的基本物理规律是一样的。但是也有不同之处,最重要之点是电子枪中的阴极为固态发射体,发射面固定,而离子源中的等离子体却是位形可变的发射体。因此,使得从等离子体中引出离子束的物理过程,变得比电子枪复杂得多。经过不断的研究,人们逐渐认识了从等离子体中引出离子束时的等离子体聚焦过程。