小型强流重离子源

一引言强流离子注入机已广泛应用到半导体工业、超精加工、金属表面掺杂及材料性能的研究上。强流重离子源是注入机上的重要部件,它对注入机的性能起着重要的作用, 我们对磁场下热阴极低压弧放电离子源进行了实验研究,获得较好的结果。     

820型重离子源及其应用

随着重离子物理研究的开展及离子注入技术在材料科学方面的广泛应用,要求提供重离子和金属离子的品种日益增多。为此,在深入对Nielsen离子源研究的基础上,参照Danfysik 910型离子源研制成功了多功能、全离子化的820重离子源。由820重离子源获得的各种重离子束流已达30余种(表1),其中不少已在离子注入应用中得到可喜的结果。     

用于质子直线加速器的强流ECR离子源

介绍了正在研制的一台强流ECR离子源。它的目标是用于加速器驱动的次临界系统(ADS)。两种结构的离子源均获得了较好的结果。在30 keV能量下,氢离子最大束流达到100 mA,质子比好于85％,引出束流密度最高可达340 mA/cm2。初步测定的发射度约为0.11πmm·mrad。已通过了100 h的连续运行考验。     

两种气体离子源氮离子注入细菌的诱变效应比较

低能离子注入作为一种新的诱变育种手段已经得到广泛的应用.对考夫曼气体离子源和双潘宁气体离子源氮离子注入凝结芽孢杆菌的效果进行比较.经研究发现,在相同的引出电压下,考夫曼气体离子源注入的菌体到第三代的遗传稳定性要比双潘宁气体离子源注入的菌体高30%,但突变平均幅度要低2%,以此为依据可以根据不同诱变需要选择合适的离子源.     

中等电荷态双等-PIG源的实验研究

重离子加速器(串列加速器除外)、离子注入机和其它各种利用离子束进行表面分析的装置中,如果采用多电荷离子源,则可成倍地提高可供利用的离子的能量范围,这对充分发挥装置的潜力,实现装置的小型化有重要意义。 我们利用原有的双等离子体离子源,改成双等-PIG源,在离子源实验台上做了几种气体离子的引束试验,获得的初步结果如下:     

200 kV非线性强流加速管的离子光学设计

一、问题的提出研制强流离子注入机的关键,除了要有强流离子源外,主要是克服束流传输过程中的空间电荷效应问题。为此,我们研究非线性强流加速管,来克服强流束在加速管中的空间电荷效应。     

中流强注入机的弗瑞曼离子源

一、引言离子注入在半导体工业、金属材料改性的研究,特别是在大规模集成电路的研制中得到了广泛的应用。我们这台离子源是为中流强离子注入机研制的,它的设计指标是:1.气、固两用离子源,固体工作温度为250-800℃。2.分析后接收~(11)B~+≥500μA,横向张角(发散束)α≤±3°,纵向张角(会聚束)β≤±1°。3.在~(11)B~+=500μA下灯丝寿命为10小     

弗瑞曼型重离子源的实验和应用

弗瑞曼(J.H.Freeman)在1963年改进了Calutron型离子源,研制成功一种新型离子源,即称为弗瑞曼源。此源的特点是无振荡(“hash”),能散度小,可得到极高的分辨;通用性好,能产生各种元素的离子束,流强较大,并且所用的辅助磁场强度小,节省了功率。它原来主要用于扇形同位素分离器,后来,此源在强流离子注入机和离子外延设     

全永磁ECR离子源研究进展

ECR(电子回旋共振)离子源是产生稳定的强流多电荷态离子束流最有效装置.全永磁ECR离子源因其独特的特点为很多中小型多电荷态离子束流实验平台与离子注入机等系统所采用,为后者产生重复性好、稳定性强的多电荷态离子束流.本文着重论述了中国科学院近代物理研究所研制的几台全永磁多电荷态ECR离子源及其特性与典型性能,如能产生强流高电荷态离子束流的高性能全永磁离子源LAPECR2,能产生强流中低电荷态离子束流的LAPECR1,能产生多电荷态重金属离子柬流的LAPECRl-M等.这些性能稳定的离子源为提高近代物理研究所相关试验平台的性能提供了关键的束流品质保障.     

强流负氢离子源发射度测量仪研制

在加速器技术研究中,束流发射度是反映束流品质的重要物理参数,也是加速器和束流传输线设计的重要依据。100 MeV回旋加速器采用18 mA强流负氢离子源来产生负氢束,为了准确测量离子源的发射度,研制了一台强流负氢离子源发射度测量仪,介绍了其基本原理、机械设计和实验结果,得到了离子源的发射度信息,为100 MeV回旋加速器的设计提供了发射度参数。     

Computer investigation of ion beam optics for a Freeman type ion source system

The present work investigates the computer analysis of the ion beam properties produced by a Freeman type system. The extraction for such system is composed of four electrodes that permit to keep a fixed output energy by means of two accelerating gaps and one decelerating gap. The latter allows reducing the beam divergence angle. The combination of the acceleration/deceleration sections provides to keep a low beam emittance at the source outlet. The simulation of single charged argon ion trajectories for a plasma concave of curvature 4 mm was first studied with and without space charge effect using acceleration/deceleration extraction system with the aid of the SIMION computer program. The voltage applied to the accelerating electrode was optimized to accomplish the suitable ion trajectories without hitting the extraction electrode. Then, two additional studies were performed: the influence of the acceleration voltage and extraction voltage on the beam emittance and beam diameter; and the effect of the extraction gap width (distance between the plasma emission surface and the acceleration electrode) on the shape of the ion beam envelope and the position of the ion beam waist. Last, the influence of the space charge on the ion beam envelope was also investigated.     

Nonneutral Plasma Science Issues for Heavy Ion Drivers

A review of nonneutral plasma science issues for heavy ion drivers is presented. The requirements on transverse and longitudinal focusing at the target lead to constraints on the 6D phase space. Mechanisms which act to prevent focusability, including emittance growth, space charge and instabilities are discussed. Experiments which have explored and validated our understanding of beam transport and focusability of space-charge dominated heavy ion beams are described.     

电子束真实发射度测量原理

描述了一个新的发射度测量方法.它包括有磁扫描系统,厚窄缝,荧光屏以及CCD图像处理系统.这个方法能够测量出电子束的真实发射度图形.文章设计了磁扫描系统,估计了束流通过磁扫描系统引起的发射度增长,还讨论了为阻挡高能电子穿透,窄缝必须选择的厚度.电子束发射度的测量对于自由电子激光以及其它对束流品质要求较高的加速器装置都是很重要的.     

CSNS/LRBT优化设计及空间电荷效应影响研究

中国散裂中子源（CSNS）直线加速器至快循环同步加速器（RCS）的束流输运线（LRBT）传输80 MeV H^-束流至RCS注入点,由于较小的束流发射度和较高的峰值流强,空间电荷效应在LRBT中的影响非常显著,是引起LRBT中发射度增长和束流损失的主要因素,也是LRBT优化设计中的重要问题。文章利用TRACE 3-D程序进行带有空间电荷效应的twiss参量和消色散匹配,比较研究LRBT不同聚焦结构和不同初始束流分布条件下发射度的增长情况。对于采用Triplet结构作为标准单元的结构,研究发现,通过优化LRBT前端匹配段能有效控制发射度的增长。多粒子模拟跟踪结果表明,峰值流强为15 mA时,现有物理孔径下基本无束流损失发生。对LRBT上散束器的参数和位置进行了优化设计,可减少动量散度和中心能量抖动,优化RCS注入束流参数。     

ECR离子源束流发射度测量系统设计

为了实现ECR离子源束流发射度的精确、可靠测量,同时实现将系统中不同设备的控制测量数据统一显示到操作界面,基于EPICS软件系统,开发完成了双狭缝电机运动控制和PXI板卡的数据采集的发射度测量系统。采用LabVIEW软件的DSC模块实现对束流流强的PV变量发布;基于StreamDevice开发了电机运动控制IOC程序。整套系统运行稳定可靠、使用方便,满足离子源束流发射度的测量要求。     

放射性核束在生物医学中的应用

不同衰变方式和半衰期的放射性核束在生物医学领域有不同应用。本文评述了自20世纪70年代中期美国LBL实验室首次产生高能放射性核束以来，世界范围内利用放射性核束开展的生物医学应用研究情况，并提出了一些可在兰州放射性束流线（RIBLL）和将要建成的兰州重离子加速器冷却储存环（HIRFL－CSR）装置上进行的生物医学应用研究的设想。     

Velocity distribution of RIKEN IGISOL ion beams

The velocity distribution of an ion beam from an IGISOL ion guide isotope separator on-line was measured directly by means of laser spectroscopy and compared with that estimated from the mass spectrum. The latter is found to be more than two times broader than the former. The emittance of the ion beam as well as its velocity spread was also studied with laser beams. It is noted that the emittance affects the mass spectrum considerably, resulting in a poor resolving power for the net velocity spread. Laser spectroscopy of radioactive atoms with the IGISOL, especially of refractory elements, seems promising.     

The effects of beam line pressure on the beam quality of an electron cyclotron resonance ion source

The results of a series of measurements studying the possibility to use neutral gas feeding into the beam line as a way to improve the quality of the heavy ion beams produced with an electron cyclotron resonance ion source (ECRIS) are presented. Significant reduction of the beam spot size and emittance can be achieved with this method. The observed effects are presumably due to increased space charge compensation degree of the ion beam in the beam line section between the ion source and the analyzing magnet. This is the region where the neutral gas was injected. It is shown that the effects are independent of the ion source tuning. Transmission measurements through the beam line and K-130 cyclotron have been carried out to study the effects of improved ion beam quality to the transmission efficiency.