用于蓝姆移动型极化离子源的低能强流双等源

建立了用于蓝姆移动型极化离子源的双等源和低能引出聚焦系统，实验比较了等离子体出口孔径和聚焦电极之间的距离对引出束的影响，并调整了离子源的运行参数。离子束的质子比可达６０％以上，满足了极化离子源的工作要求。约有４ｍＡ低能氢离子束（５５０ｅＶ）或氘离子束（１１００ｅＶ）进入铯蒸汽电荷交换管道，在极化源上使用低能强流双等源后，可获得２００ｎＡ左右的极化质子（或氘核）束。     

负氢离子等离子体源

本文叙述了乌克兰科学院物理研究所研制的负氢离子源物理过程的理论与实验研究结果。这是一个带有热阴极和垂直于磁场引出Ｈ＾－离子的反射放电离子源。在理论工作部分，根据给定的阴极电流和电子能量、气体压强及放电几何条件，计算了气体放电的等离子体参数。包括Ｈ＾－离子浓度在内的等离子体参数是在考虑了放电室体积内和表面上的主要碰撞反应后对玻尔兹曼方程进行数值解的基础上确定的。     

HL-2中性束注入器离子束系统的设计计算

在受控核聚变研究中,中性束注入已经成为加热等离子体的有效手段。中性束注入器的关键部分是离子束系统,它的性能决定了中性束注入的效率和效果。文章就大功率中性束注入器离子源及离子引出、加速系统主要工作参数的设计计算方法进行了论述,并给出了HL-2装置中性束注入器离子束系统的计算结果。在强流离子束引出、加速系统束光学特性的数值计算程序中,考虑了离子源等离子体参数、等离子体弥散电子及离子束内部空间电荷效应对束光学性能的影响。计算表明,对于设定的55kev,80A的离子束系统,氢和氘离子束的匹配流密度分别为0.22A·cm~(-2)和0.155A·cm~(-2)。     

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。     

中子管用PIG负氢离子源及其束流引出实验研究

PIG离子源用于中子管引出正离子,但在使用过程中存在一定问题,如单原子离子比低、靶材料溅射严重及功耗大等。为解决这些问题,提高中子管的寿命和稳定性,本文设计一种中子管用PIG负氢离子源,并对其束流引出进行实验研究。分别测量了离子源的磁场、不同阴极材料及引出阴极离子发射孔径对引出负氢离子束流的影响。实验数据表明,该负氢离子源可用于制作性能指标良好的中子管。     

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。     

反应堆上产生强流放射性核束的模拟实验装置

正研制了一台反应堆上产生强流放射性核束的模拟实验装置。模拟装置示于图1,模拟装置真空室与反应堆中子管道尺寸一致。模拟装置由真空系统、真空室、加热系统、离子源、导向器、四极透镜、束测单元等元件组成。离子源阴极采用LaB6材料,由加热元件加热发射电子,电子在阴极和阳极之间加速获得能量后在阳极内与原子碰撞将原子电离。离子源位于20kV的电位上,离子通过引出电极引出加速获得20keV的能量。紧跟着离子源,布置了一套XY导向器,然后是两组四极     

射频负离子源关键参数测量系统研制

强流离子源是大功率中性束注入系统的关键部件之一,为了实现中性束注入系统的稳态运行,需要开展射频负离子源的实验研究。射频负离子源的负离子引出电流、引出总电流和引出电子流等关键参数的测量是射频离子源实验理论分析的基础,本系统通过信号调理隔离传输实现射频负离子源关键参数的测量。实验结果表明,系统测量采集数据精准可靠,运行稳定。     

HL-2中性束注入器离子束系统的设计计算

在受控核聚变研究中,中性束注入已经成为加热等离子体的有效手段。中性束注入器的关键部分是离子束系统,它的性能决定了中性束注入的效率和效果。文章就大功率中性束注入器离子源及离子引出、加速系统主要工作参数的设计计算方法进行了论述,并给出了HL-2装置中性束注入器离子束系统的计算结果。在强流离子束引出、加速系统束光学特     

紧凑型医用回旋加速器的物理设计

介绍了能量11 MeV、流强50μA的紧凑型质子医用回旋加速器的物理设计方案,并较详细报告了各主要分系统(包括离子源、磁铁、高频、中心区、引出系统)的设计方法及结果。该加速器已经完成调试,成功引出平均流强50μA、能量11 MeV的质子束流,验证了整机物理设计的正确性。     

强流ECR离子源研究进展

研制了一台用于强流质子加速器的强流ECR离子源,建立了无油、大抽速的离子源实验台架,解决了微波功率馈送、放电室结构、高压打火和微波窗板损坏等问题,特别是对影响离子源寿命的窗板问题,做了独创性的改进,有效地解决了窗板容易损坏的难题,获得了很好的结果。离子源的引出能量达到70 keV,最大引出束流100mA,质子比好于80％,归一化rms发射度小于0.2π mm·mrad,离子源通过了12 h连续运行的可靠性考验。另外,设计加工了用于低能束流传输段的螺旋管透镜,设计加工了束流脉冲化装置,下一步将开展低能离子束的传输特性及脉冲化研究。     

100MeV紧凑型回旋加速器多峰负氢离子源研制

做为串列加速器升级工程的一部分,将建造1台100 MeV的紧凑型回旋加速器,用于产生强流质子束。由于回旋加速器中心区接收度的限制,基于TRIUMF的经验研制了1台新的多峰负氢离子源,以产生更高的质子流强,并将发射度控制在要求的范围内。该离子源包括1个圆柱形的等离子体腔(内径98 mm; 高150 mm)、10对提供多峰场和虚拟电子过滤磁场的永磁铁、三电极引出系统、内嵌永磁铁的端盖和可接1对或多对灯丝的水冷接线柱。在引出系统中,引出电极内安装1对小的永磁铁以过虑被引出的电子,环形的电磁x-y导向磁铁套在引出系统的地电极上。截止到2003年10…     

阴极有半圆柱形凹槽的非对称磁控管型H~-离子源的试验研究

一、前言国内唯一的一台标准磁控管型H~-离子源已在1983年完成了桌上试验研究,达到了预期的指标。试验中发现,该源按弧功率估算应能引出更多的H~-束流(>50mA),H~-束流的引出除受该装置引出电压(<18kV)的限制外,阴极表面利用系数低也限制了H~-束流的引出,为提高源的效率,引用了阴极-阳极引出狭缝形状聚焦技术,试制了一个带半圆     

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。     

BRIF—ISOL系统离子源引出系统设计方法研究

BRIF-ISOL系统离子源的引出系统是决定引出束性能的关键部件。随着束流强度的变化，引出束附近的电位也会随之变化。本工作利用Pierce理论，研究了引出区电位分布随束流密度变化的关系。     

表面电离离子源束引出特性

一、引言表面电离离子源在电磁同位素分离器、质谱计、离子发动机、溅射负离子源等装置中得到了广泛的应用。使用表面源(即表面电离离子源)时,总是遇到离子束的束型问题,即表面源的引出特性问题。表面源由于产生离子的机制不同于气体放电离子源,不存在等离子体“弯月面”。离子发射面是电离器表面,它是刚体,不随引出参数和引出束流的变化而变化。因此,用表面源研究透镜效应和束空间电荷的作用是十分有利的。但到目前为止,还未见到对表面源的引出特性作系统的研究。     

用于加速器驱动洁净核能系统的微波离子源(英文)

介绍了正在研制的用于加速器驱动洁净核能系统的微波离子源,通过离子源7.3 mm的引出孔可以引出100mA的氢离子束,质子比好于85％,离子源成功地通过了100小时可靠性试验。     

CARR堆上在线同位素分离器的离子源

本文介绍在建的中国先进研究堆（China Advanced Research Reactor,CARR）上的在线同位素分离器的三种离子源的原理、结构特点、实验结果。这三种不同的离子源是针对不同的放射性同位素,为了获取理想的束流而研制的。这三种离子源分别是高温表面热电离离子源、弧放电离子源、边引出型潘宁源。其中高温表面热电离离子源内的钨电离器内的温度已达到2400℃,为我们研究难电离的稀土元素提供了保证。     

脉冲离子束流聚焦装置的研制

用小型化的质量分析系统进行脉冲离子束流实验研究时,从真空弧离子源中引出的束流脉冲幅度大、能量低,由于空间电荷效应使脉冲束流发散度很大,使得离子束流成分分析的不确定度增大。为克服在有限的空间范围内脉冲离子束流聚焦的困难,研制了一种新的双限束光阑三膜片透镜离子束流聚焦装置。双限束光阑着重减少束流发射度,三膜片透镜则适合小尺度空间的脉冲束流聚焦。计算机模拟的结果符合这种大脉冲离子束流聚焦的设计思想。磁质谱仪应用该聚焦装置后,发散到质量分析器分析盒上的脉冲离子束流幅值从未加聚焦前的115 mA减少至0.06 mA,脉冲离子束流质量分析的不确定度降低。     

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%。