真空弧离子源引出束流在加速空间的分布

采用数码相机直接照相的方法来确定真空弧离子源引出束流在加速空间的分布。实验在动态真空实验系统中进行,系统真空度优于2×10-3 Pa。在离子源脉冲工作的条件下,采用数码相机拍摄到离子源引出束流在加速空间的积分图像,得到引出束流的幅亮度在拍摄平面上的相对分布,然后再通过Abel转换得到引出束流在加速空间的径向分布。实验结果表明:真空弧离子源引出束流近似高斯分布,离子源出口处的束流比靶入口处的束流强40%。     

强流负离子束系统的数值模拟研究

为了辅助设计下一代受控核聚变装置所要求的高能、大功率中性束注入器,我们根据负离子-中性束注入系统的特点,建立了数值模拟负离子束系统的物理模型和计算程序,并进行了数值模拟研究。与数值模拟正离子束系统的物理模型相比,该物理模型包含了更多的物理过程,如需要利用磁场来偏转与负离子一起引出的电子,以提高系统效率;为此就必须考虑等离子体电子横越磁场的扩散并包含由离了源等离子体引出的负离子和电子在电磁场共同作用下的运动行为以及相关等离子体参数对粒子初始发射的影响;也包含了束内部空间电荷非线性力和负离子在输运过程中的剥离损失等物理现象。在进行的数值模拟研究中,对系统的几何尺寸及电磁     

基于磁偏转的真空弧离子源成分诊断

采用磁偏转的方法,对金属氢化物电极真空弧离子源放电产生的等离子体进行了成分诊断。采用了Ti D2电极材料进行放电,测量了在30-80 A弧流情况下的各离子的组分。实验结果表明,弧流越大时等离子体的密度越大,在现有引出结构下,由于等离子体发射面的凹凸变化导致测得的离子信号出现双峰。通过增加栅网可以减少等离子密度,双峰情况会有所减少。另外,随着弧流增大,氘所占比例会有所增加,弧流达到60 A以上氘含量增幅不明显。     

基于新型金属氘化物电极的真空弧离子源性能研究

采用金属氘化物电极的真空弧离子源,可产生强流氘离子束,在中子发生器、强流加速器等领域有着广泛的应用前景。本文针对一种新型金属氘化物材料(Zr_(0.45)Ti_(0.5)Cu_(0.05)D_x),研究了基于该材料制作的电极源片,及其表面状态和晶体结构,并通过磁质谱分析方法研究了采用该电极源片的真空弧离子源放电性能。研究结果表明:这种新型金属氘化物材料吸氘(金属氘原子比约1:(1.6～1.7))前后体涨约18%,表面无宏观裂纹;微观下存在微细裂纹,裂纹宽度均小于100 nm。离子源放电获得的氘离子成分比例较普通氘化钛电极情况稳定性高。另外,随着放电弧流的增加,氘离子比例有所下降,表明大放电弧流下,源片中低熔点的铜元素气化量增大,降低了氘原子的电离效率。本文研究为基于金属氘化物电极的真空弧离子源电极材料选择提供了一种新的选择。     

真空弧离子源的电阻触发工作方式

介绍了真空弧离子源的一种电阻触发工作方式。有别于典型金属蒸汽真空弧(Metal vapor vacuum arc,MEVVA)离子源的触发工作方式,该方式不需要高压触发脉冲发生器和高压隔离脉冲变压器,简化了电源系统。实验测量了采用电阻触法20-200A主弧电流下的引出离子流,结果表明离子流随主弧流增大。研究了不同阻值触发电阻的起弧情况,实验结果表明在一定电阻阻值范围内,触发电阻越大,触发越难成功。电阻增大使得触发时间增长,主弧上升沿变缓,但是对引出的离子流几乎没有影响。     

真空弧离子源脉冲工作瞬间的放电行为

采用高速摄影和光谱诊断的方法研究了真空弧离子源脉冲工作瞬间的放电行为。拍摄了离子源放电瞬间吸氢电极上阴极斑的形成过程，分析了不同放电电流时阴极斑的发射光谱。实验结果表明，当脉冲工作电流为10^1—10^2A时，真空弧离子源放电区一般只有单个阴极斑，阴极斑的位置在同一次放电中的变化很小；较大的脉冲工作电流有利于提高阴极斑的温度，并最终导致氢离子浓度的增加，但也会使阴极材料的溅射更加严重，造成离子源等离子体品质下降。     

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.     

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.     

强流离子束传输系统束包络的计算机数值模拟

以强流离子束包络方程为基本模型，提出了微元近似数值计算强流离子束包络的方法。编写的计算机模拟设计强流束传输系统的程序包含高压裂加速器常用的电元件和磁元件。     

MEVVA离子源及其应用

综述了ＭＥＶＶＡ离子源在金属硅化物，磁性薄膜，准晶材料和表面复合材料的制备以及电催化，抗腐蚀，抗高温氧化，抗疲劳和磷酸盐玻璃抗风化等研究领域的应用。     

用于EBIT装置的小型MEVVA源及其离子注入实验

为给上海电子束离子阱(Electron Beam Ion Traps,EBIT)装置提供低电荷离子,我们研制了小型金属蒸汽真空弧(Metal Vapor Vacuum Arc,MEVVA)离子源,可产生多种金属以及半导体材料的低电荷离子.本文介绍小型MEVVA离子源的特性及其在上海EBIT装置上的离子注入实验.实验结果显示,合理控制注入参数可以使注入并被束缚在EBIT中的离子数密度达到108～109/cm3.     

Long range implantation by MEVVA metal ion source

Metal vapor vacuum are(MEVVA)source ion implantation is a new technology used for achieving long range ion impantation.It is very improtant for research and application of the ion beam modification of materials.The results show that the implanted atom diffusion coefficient increases in Mo implanted Al with high ion flux and high dose.The implanted depth is 3-11.6 times greater than that of the corresponding ion range.The ion species.doses and ion fluxes play an importnat part in the long-range implantation.Especially,thermal atom chemistry have specific effect on the long-range implatation during high ion flux implantation at transient high target temperature.     

尼尔逊离子源重离子束流的发射度

尼尔逊离子源已广泛地应用于重离子加速器、同位素分离器及研究用离子注入机。用于C-600离子注入机的尼尔逊离子源,目前已获得达100μA的三十余种重离子束,其中有近二十种固体元素。     

Photoluminescence from neodymium silicide thin films formed by MEVVA ion source

Neodymium silicides were synthesized by Nd ion implanted into Si substrates with the aid of a metal vapor vacuum are(MEVVA)ion source.The blender of Nd5Si4 and NdSi2 was formed in a neodymium-implanted silicon thin film during the as-implanted state,but there was only single neodymium silicide compound in the post-annealed state,and the phase changed from NdSi2 to Nd5Si4 with increasing annealing temperature.The blue-violet luminescence excited by ultra-viloet was observed at the room temperature(RT),and the intensity of photoluminescence(PL)increased with increasing the neodymium ion fluence,Moreover,the photoluminescence was closely dependent on the temperature of rapid thermal annealing(RTA),A mechanism of photoluminescence was discussed.     

微波离子枪离子束光学的数值模拟

用数值模拟方法研究了聚焦离子束系统中微波离子枪的束光学性能，将离子枪看作由源等离子体极和Ｏｒｌｏｆｆ－Ｓｗａｎｓｏｎ透镜组成的双级加速系统，分析了各参对束发射特性的影响。结果展示出引出束光学主要取决于引出导流系数和电势分布，在一定条件下可获得发散度小的离子束。     

电子回旋共振离子源永磁体的优化设计

对永磁电子回旋共振(Electron cyclotron resonance,ECR)离子源磁场运用Poisson程序进行了模拟计算,将模拟计算结果和测量结果进行了比较.依据计算结果,设计加工了NdFeB(钕铁硼)永磁体,得到了比较好的磁场场形,并在ECR离子源调试中获得了较强的束流.     

Development of data acquisition and over-current protection systems for a suppressor-grid current with a neutral-beam ion source

Neutral beam injection is one of the effective auxiliary heating methods in magnetic-confinement-fusion experiments.In order to acquire the suppressor-grid current signal and avoid the grid being damaged by overheating,a data acquisition and over-current protection system based on the PXI (PCI eXtensions for Instrumentation) platform has been developed.The system consists of a current sensor,data acquisition module and over-current protection module.In the data acquisition module,the acquired data of one shot will be transferred in isolation and saved in a data-storage server in a txt file.It can also be recalled using NBWave for future analysis.The over-current protection module contains two modes:remote and local.This gives it the function of setting a threshold voltage remotely and locally,and the forbidden time of over-current protection also can be set by a host PC in remote mode.Experimental results demonstrate that the data acquisition and over-current protection system has the advantages of setting forbidden time and isolation transmission.