[发明专利]基于等离子体的电子捕获解离装置以及相关系统和方法

权利要求书

1.一种电子捕获解离装置(100；200；400；500；600；806；906；1006；1106，1206；1306)，包括：

等离子体源(102；202；402；502)，其配置用于生成等离子体；

等离子体提纯设备，其配置用于将所生成的等离子体转换为包括适合于电子捕获解离的低能量电子和等离子体离子的所提纯的等离子体；以及

腔室(104)，其配置用于接收含有所提纯的等离子体的互作用区域(110；210；410；510)中的离子射束(108；208；408；608)。

2.如权利要求1所述的电子捕获解离装置，其中，所述等离子体提纯设备被配置用于从所述等离子体移除等离子体核素，并且所述等离子体核素选自包括以下项的组：光子、亚稳颗粒、中性颗粒、不适合于电子捕获解离的高能量电子以及以上中的两个或更多个的组合。

3.如前述权利要求中的任一项所述的电子捕获解离装置，其中，所述等离子体源包括能量源(118)，其配置用于在所述等离子体源中将能量施加到等离子体，所述等离子体提纯设备具有选自包括以下的组的配置：

所述等离子体提纯设备被配置用于控制所述等离子体中的低能量电子的密度；

所述等离子体提纯设备被配置用于调整所述能量施加到所述等离子体的功率；

所述等离子体提纯设备被配置用于调整进入所述等离子体源的等离子体形成气体的流动速率；

所述等离子体提纯设备被配置用于根据脉宽调制脉冲波而将能量施加到所述等离子体；以及

以上中的两个或更多个的组合。

4.如权利要求1所述的电子捕获解离装置，其中，所述腔室在所述等离子体源外部，所述等离子体源包括等离子体出口(122；222；422；522)，用于朝向所述腔室发射等离子体羽流(124；424；524)。

5.如权利要求4所述的电子捕获解离装置，其中，所述等离子体提纯设备具有选自包括以下的组的配置：

所述等离子体提纯设备被配置用于在所述等离子体源中将所生成的等离子体转换为所提纯的等离子体，其中，所述等离子体羽流包括所提纯的等离子体；

所述等离子体提纯设备被配置用于提纯所发射的等离子体羽流的所述等离子体；

所述等离子体提纯设备被配置用于在所述等离子体源中将所生成的等离子体转换为所提纯的等离子体，其中，所述等离子体羽流包括所提纯的等离子体，所述等离子体提纯设备被配置用于进一步提纯所发射的等离子体羽流的等离子体；

所述等离子体提纯设备包括被配置用于沿着直线或弯曲轴封闭所述等离子体羽流的等离子体离子和电子的封闭设备；

所述等离子体提纯设备包括被配置用于沿着直线或弯曲轴封闭所述等离子体羽流的等离子体离子和电子的封闭设备，其中，所述封闭设备被配置用于沿着从所述等离子体出口到所述互作用区域的路径来引导所述等离子体羽流，所述路径包括方向上的至少一个改变；

所述等离子体提纯设备包括等离子体脉冲化设备，其配置用于交替活化和去活化所述等离子体源中的等离子体；

所述等离子体提纯设备包括被配置用于将对于去激励所生成的等离子体的一种或多种类型的亚稳原子有效的淬火气体引入到所述等离子体源的设备(194)；以及

以上中的两个或更多个的组合。

6.如权利要求5所述的电子捕获解离装置，其中，所述等离子体提纯设备包括壁(574)，其在所述等离子体源与所述互作用区域之间，所述壁包括孔口(576)，所述等离子体羽流中的至少一部分穿过所述孔口(576)。

7.如权利要求6所述的电子捕获解离装置，其中，所述等离子体提纯设备包括被配置用于沿着朝向所述孔口导向的轴封闭所述等离子体羽流的等离子体离子和电子的封闭设备。

8.如权利要求7所述的电子捕获解离装置，其中，所述封闭设备选自包括以下的组：

包括所述等离子体源与所述壁之间的磁体的封闭设备；

包括位于所述等离子体源与所述壁之间的第一磁体和位于所述壁处并且围绕所述孔口同轴布置的第二磁体的封闭设备；

包括位于所述等离子体源与所述壁之间的第一磁体和位于所述壁处并且围绕所述孔口同轴布置的第二磁体的封闭设备，其中，所述第二磁体被配置用于施加能够调整的通量密度的磁场。