有机杂质对强流双潘宁离子源弧放电的危害

本文除筒单介绍双潘宁离子源产生等离子体的物理机制外,着重介绍了在研制15cm双潘宁离子源(下称15cm源)时所遇到的,因油杂质污染而导致“弧放电衰竭”问题及其物理过程。     

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％。     

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。     

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。     

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。     

小型中子管潘宁离子源磁路模拟设计

为改善潘宁离子源磁场均匀性和提高中子产额,通过模拟离子源内部磁场来设计磁路系统以改善粒子分布,获得阴极下方圆柱形磁体结构、阳极周围环形筒磁体结构、双磁环结构、多磁环结构、弧形环结构和加导磁结构等多种磁场模式设计结果及实验数据。实验表明模拟结果与实验数据符合较好;圆环形磁体比圆柱形磁体磁场分布更均匀;圆环数越多,磁场均匀效果越好;加导磁结构有明显固磁效果,可满足小型中子管潘宁离子源对磁场模式的要求。     

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。     

基于静电探针测量对双潘宁离子源的弧特性研究

本文介绍了采用静电探针的逐点测量法和锯齿波扫描测量法来测量离子源放电中等离子体参数,在此基础上利用静电探针所测量的离子饱和流信号作为控制部分反馈变量,使用闭环控制对22厘米双潘宁离子源的等离子体进行调节,并且利用探针所测量的结果对弧特性进行了初步的分析.     

用饱和增益开关方法对“天光一号”进行脉宽压缩实验研究

目前“天光一号”前端输出脉宽约为23 ns,为适应将来ICF对入射激光的高功率要求,必须对其脉宽进行压缩。另外,目前“天光一号”正在用平滑光束进行物质状态方程的实验研究,实验要求作用于靶上的功率密度必须在1012 W/cm2以上,这也提出了必须对现有的脉冲宽度进行压缩的要求。我们采用了饱和增益开关的方法来实现对KrF准分子激光脉宽的压缩。其基本原理是将振荡腔产生的双程放大部分的非相干光束分成大小分别为0.01Is和Is(Is为放大腔的饱和光强)的两束光,强度小的一束先进入放大腔放大,此时由于是小信号,增益可达到约200倍。然后让强度大…     

等离子体测试实验装置用磁铁设计

正磁铁系统是等离子体实验装置的一个关键系统,磁场的一个作用是保证带电粒子沿具有一定曲率半径的弧度运动,从而能满足束的纵向聚焦的要求。磁场的另一个作用是使电子在沿着有一定弧度的轨迹前进的同时,再以此轨迹为中心进行螺旋运动,增加电子的实际运动路程,从而增加电子与其他粒子的碰撞概率。在离子源的实验中,直流弧放电离子源实验需要的垂直磁场通过带有励磁线圈的二极磁铁产生。磁铁是离子源实验台架的重要部分,磁铁安装在离子源实验台架的真空室管道上,根据离子源的形状,要求磁极间距为400mm,均匀场磁场     

电子回旋共振离子源的研制及应用

描述了一台电子回旋共振离子源的设计,结构及特性。及了获得离子源的长寿命,较高的等离子密度以及高效的传输微波功率,利用合适的三层微波输入窗是很有效。采用两个带有磁轭的螺线管线圈能够产生满足共振条件和约束等离子的轴向磁场。     

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.     

基于中子管离子源的放电电流特性测量

离子源是中子管的核心部件,其放电电流特性与离子源电压、管内真空度和磁场变化有关。该设计通过由离子源、控制台和真空计所组成的实验装置,对离子源放电电流特性进行测量,可得到离子源放电规律,找到其最佳工作状态和工作参数,提高产品质量。     

高频放电离子源的一些特性的研究

本工作对影响模克(Moak)型高频离子源离子流强度和稳定工作的多种因素进行了实验。在实验中着重研究了吸出系统部件加工质量的影响,测得了一些定量的结果,并明确了吸出系统部件加工的要求。     

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。     

袖珍永磁端引出PIG离子源

介绍了一个袖珍永磁端引出ＰＩＧ离子源，它可用于产生各种气体的单电荷和多电荷离子，在不大于３０Ｗ的放电功率下，可引出ｍＡ级离子流，源的阴极寿命大于２００ｈ。     

高性能全永磁ECR离子源LAPECR2的研制

研制了一台体积和重量都较大、设计性能较高的全永磁电子回旋共振(Electron cyclotron resonance,ECR)离子源LAPECR2(Lanzhou all permanent magnetic ECRion source No.2 ).该离子源将用于中国科学院近代物理研究所320 kV高压平台,为其提供强流高电荷态离子束流.LAPECR2的研制采用全新的全永磁磁体结构设计,通过采用高性能的NdFeB永磁材料、优化的磁结构设计以及精确的计算,实测源体的磁场参数能达到高性能ECR离子源的设计要求.离子源采用较高频率的14.5 GHz微波馈入加热等离子体,波导直接馈入离子源以增强馈入微波的稳定性与效率.此外,还大量采用了一些有利于提高离子源高电荷态离子产额的关键技术,如铝内衬等离子体弧腔、负偏压盘、铝制等离子体电极、三电极引出系统、辅助掺气等.     

一个90°偏转的磁分析器

前言磁分析器是用来分析含有不同动量成分的离子束,是核反应研究工作中必不可少的仪器之一。因为从加速器离子源中出来的离子束,不但成分不同,能量也不一样,质子比在最好的情况下是80%到90%,较差的只有30%左右。因而要迸行精确的研究工作,必须使带电粒子在经过磁场的偏转后得到具有单一能量、单一成分的粒子束。磁分析器的原理是基于带电粒子在磁场中的运动。当一带电粒子在磁场中运动时,它将受到一垂直于磁场及运动方向的力F:     

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。