[实用新型]一种用于回旋加速器的离子源球管

说明书

技术领域

本实用新型属于加速器技术领域，具体涉及一种PIG(PenningIonization Guage)内置式离子源球管，这种球管是适用于紧凑型低能回旋加速器离子源的核心部件。

背景技术

紧凑型低能回旋加速器目前多用于生产短寿命放射性同位素，作为高端医学显像的示踪剂，离子源是其关键部件之一。为了避免使用复杂的传输系统，多采用内置式离子源，所以其尺寸受到严格限制。

离子源球管是离子源的核心部件，工作于高温、高电压环境中，以负氢离子为目标的等离子体形成物理过程复杂，不仅材料、工艺要求高，加工困难，重要的是腔体结构、引出缝大小、厚度和尺寸直接影响离子源的效率和寿命。目前国内医用小型回旋加速器的离子源球管寿命只有半年左右，因此研制一种长寿命高性能的离子源球管是必要的。

发明内容

本实用新型即是针对现有技术中离子源球管使用寿命短的缺点，提供一种用于回旋加速器的离子源球管，该离子源球管既可以提高离子源球管的使用寿命，又可以改善离子源球管的性能。

本实用新型通过以下技术方案实现：一种用于回旋加速器的离子源球管，其特征在于：它包括管体、钨丝圈、发射电极、连接孔和支座；管体的材料为钨铜合金，管体固定在支座上，钨丝圈位于管体顶部的内侧，发射电极通过支撑导体与连接孔相连，管体的中部切削有引出缝面，引出缝面上开有引出缝。

本实用新型采用了新的球管结构设计，突破了离子源球管喷口厚度和宽度的经验限制，同时优化了球管发射电极结构，从而提高了离子源球管的使用寿命，并改善了离子源球管的性能。具体而言，本实用新型方案具有如下显著优点：

(1)结构简单，稳定可靠；

(2)性能明显改善，扩大了电子发射面积，增加了电子流量，并增加了负氢离子引出流量，离子源流强可以增加10％；

(3)使用寿命长，相比以前一般离子源球管使用寿命可以增加1/4。

附图说明

图1为本实用新型的离子源球管管体结构图。

图2为本实用新型的离子源球管总体图。

具体实施例

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步介绍，但不作为对本实用新型的限定。

参考图1和图2，回旋加速器PIG离子源球管，其包括：引出缝1、引出缝面2、管体3、钨丝圈4、发射电极5、支撑导体6、连接孔7和支座8。其中：管体3为圆筒结构，采用钨铜合金材料制备，保证球管能耐高温和高电压。引出缝面2采用钨铜合金材料，其厚度的优选范围为0.18-0.12毫米，这样既可以提高其使用寿命，又可以不影响负氢离子引出。引出缝面2为了控制引出缝的厚度，在管体上切削完成。引出缝1为负氢离子喷口，引出缝采用钨铜合金材料，缝宽度为优选范围为3.7-4.7毫米。钨丝圈4为纯钨材料，起到限制磁场的作用，尽量避免电子撞到球管壁；发射电极5为圆形片块状结构，采用钽材料，其直径的优选范围为Φ4.8-Φ5.5毫米，其作用是发射电子。

支撑导体6起到支撑发射电极5并导电的作用，连接孔7起到将发射电极5固定到离子源上；支座8起到支撑球管作用。

当离子源球管工作时，氢气进入管体3，在高压下放电，形成高温等离子体，发射电极5发射电子，同时在磁场作用下，电子绕磁力线旋转，使更多的氢气变成激发态而俘获电子，成为负氢离子。在球管中形成的负氢离子受高频电场作用，冲出引出缝1，在磁场和高频电场作用下，加速直至到达最终能量，打靶生产同位素。

本实用新型的特定实施例已对本实用新型的内容做了详尽说明。对本领域一般技术人员而言，本实用新型不仅局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本实用新型公开的内容，可以采用其它多种具体实施方式实施本实用新型，因此，凡是采用本实用新型的设计结构和思路，做一些简单的变化或更改的设计，都落入本实用新型保护的范围。