[发明专利]一种离子源束流诊断用发射度仪探头

说明书

技术领域

本发明属于同位素电磁分离器技术领域，具体涉及一种离子源束流诊断用发射度仪探头。

背景技术

电磁分离方法在同位素分离领域具有不可或缺的地位，电磁分离法是利用能量相同、质量不同的离子在横向磁场中旋转半径不同实现同位素分离的。同位素电磁分离器就是采用电磁分离方法分离得到同位素的设备。待分离的离子束从同位素电磁分离器的离子源中引出，经同位素电磁分离器中的磁场分离，再被接收装置接收，完成同位素的分离工作。

在这一分离过程中，需要测量同位素电磁分离器中离子束的束流在位置与动量的相空间上的分布。分布的面积为束流的发射度，用以表征束流的品质。离子源是同位素电磁分离器的关键设备，束流的发射度是离子源设计的关键因素之一，对离子源像宽的影响很大，因此需要进行发射度的测量，在运行过程中，有时也需要实时测量发射度。因此，需要一种装置对发射度进行测量。离子源和离子束都处于真空环境中，对于离子束的发射度的测量也在真空环境中进行。

发明内容

发射度测量有多种方法，常用的有：缝-屏法、孔-荧光屏法、缝-丝法、电压扫描法。缝-丝法又可分为多缝单丝、单缝多丝和单缝单丝等不同形式。其中电压扫描是其中重要的一类。电压扫描有扫描时间短、探头结构简单易行的优点，更适用于低能强流离子束的发射度的测量。因此本发明采用电压扫描的方式。

为了得到同位素电磁分离器中离子束的束流的发射度，本发明采用的技术方案是一种离子源束流诊断用发射度仪探头，设置在离子源束流诊断用发射度仪上，所述离子源束流诊断用发射度仪设置在同位素电磁分离器上，所述同位素电磁分离器包括设置在真空环境中、设有引出电极的离子源，所述离子源从所述引出电极的引出缝中射出离子束，其中，所述离子源束流诊断用发射度仪探头包括上下平行设置的、用于静电偏转的低电位极板、高电位极板，所述高电位极板设置在所述低电位极板上方；设置在所述低电位极板、高电位极板两端的前缝口和后缝口，所述前缝口靠近所述离子源的所述引出缝；还包括设置在所述后缝口上的法拉第筒；所述离子束能够从所述前缝口进入所述低电位极板、高电位极板之间经过静电偏转后，从所述后缝口进入所述法拉第筒。

进一步，

所述低电位极板、高电位极板长度为200mm；

所述低电位极板、高电位极板之间的间距为30mm；

所述前缝口、后缝口宽度为0.5mm；

所述低电位极板、高电位极板上加载扫描电压。

进一步，所述扫描电压为5kV。

更进一步，所述扫描电压的扫描步长为20V。

进一步，还包括设置在所述后缝口、法拉第筒之间的抑制电极，所述抑制电极加载抑制电压用于抑制二次电子的逃逸。

更进一步，所述抑制电压为300V。

进一步，所述法拉第筒采用不锈钢材料制作，所述前缝口设置在前缝口板上，所述前缝口板采用高纯石墨制作。

进一步，所述低电位极板、高电位极板上设有偏压电源线，所述偏压电源线连接设置在所述离子源束流诊断用发射度仪探头外部的扫描电源，用于所述扫描电源向所述低电位极板、高电位极板加载所述扫描电压。

进一步，所述法拉第筒上设有信号连线，所述信号连线连接设置在所述离子源束流诊断用发射度仪探头外部的接收装置，用于向所述接收装置发送所述法拉第筒获得的电流信号。

本发明的有益效果在于：能够测量大张角非轴对称直流束的发射度。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中所述离子源束流诊断用发射度仪探头的侧视图；

图2是本发明具体实施方式中所述离子源束流诊断用发射度仪探头的前视图；

图3是本发明具体实施方式中所述离子源束流诊断用发射度仪探头的原理示意图；

图4是本发明具体实施方式中所述离子源束流诊断用发射度仪探头的第一关键尺寸及数值示意图；

图5是本发明具体实施方式中所述离子源束流诊断用发射度仪探头的第二关键尺寸及数值示意图；

图6是本发明具体实施方式中所述X’来代替p所获得的发射度测量数据示意图；

图7是本发明具体实施方式中所述离子源束流诊断用发射度仪探头的扫描电压输出与低电位电压信号源输出的控制关系示意图；

图中：1-前缝口板，2-低电位极板，3-高电位极板，4-后缝口，5-屏蔽罩，6-法拉第筒，7-前缝口，8-离子束，9-抑制电极。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。