[发明专利]一种微型潘宁离子源

说明书

本发明涉及超导回旋加速器领域，公开了一种微型潘宁离子源，包括机壳，所述机壳内设置有阳极筒，所述机壳内设置有阴极，所述阴极位于所述机壳的两端，所述阳极筒位于所述阴极之间，所述阴极上设置有绝缘件，所述绝缘件包括设置在所述阴极上用于与机壳进行绝缘的第一绝缘块、设置在所述第一绝缘块上用于与阳极筒进行绝缘的第二绝缘块、设置在所述第一绝缘块上用于与机壳进行绝缘的第三绝缘块，所述阳极筒的两端开设有氢气通道，所述阳极筒远离氢气通道的一侧开设有引出缝，所述机壳上开设有与所述氢气通道连通的输气通。本发明不易影响等离子体产生的效果。

技术领域

本发明涉及超导回旋加速器的技术领域，尤其是涉及一种微型潘宁离子源。

背景技术

目前回旋加速器是利用磁场和电场共同使带电粒子作回旋运动，在运动中经高频电场反复加速的装置，是高能物理中的重要仪器，其中超导等时性回旋加速器(超导回旋加速器的一个分支)是目前医用质子治疗加速器的核心设备。医用质子治疗加速器能够实现用微观世界中的质子、重离子射线治疗肿瘤，是当今世界最尖端的放射治疗技术，仅有个别发达国家掌握并应用该技术。

现有的一般通过潘宁离子源产生等离子体，氢气通过阳极筒一侧的氢气通道进入到阳极筒内，阳极筒与阴极之间加载上千伏的电压，通过电子与中性气体分子的碰撞，形成大量的等离子体。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：由于氢气是通过阳极筒一侧的氢气通道进入的阳极筒内的，从而使得阳极筒内的氢气分布不均匀；若要使氢气分布均匀则要通入较多的氢气，这样则会造成通入的氢气量较大，容易使阴极和阳极筒之间发生大火，同时在长时间的运行下，容易造成阴极与阳极筒之间的绝缘性降低，影响等离子体的产生。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明在于提供一种微型潘宁离子源，具有不易影响等离子体产生的效果。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种微型潘宁离子源，包括机壳，所述机壳内设置有阳极筒，所述机壳内设置有阴极，所述阴极位于所述机壳的两端，所述阳极筒位于所述阴极之间，所述阴极上设置有绝缘件，所述绝缘件包括设置在所述阴极上用于与机壳进行绝缘的第一绝缘块、设置在所述第一绝缘块上用于与阳极筒进行绝缘的第二绝缘块、设置在所述第一绝缘块上用于与机壳进行绝缘的第三绝缘块，所述阳极筒的两端开设有氢气通道，所述阳极筒远离氢气通道的一侧开设有引出缝，所述机壳上开设有与所述氢气通道连通的输气通道。

通过采用上述技术方案，氢气经输气通道和氢气通道进入到阳极筒的两端，然后进行电离，电子在阳极筒内呈螺旋线运动，电子运动过程中，电子与阳极筒中的中性气体分子碰撞，从而形成大量的等离子体，等离子体从引出缝引出形成粒子流束；由于氢气从阳极筒的两端进入到阳极筒内，使得阳极筒内的氢气分布的较为均匀，同时也减少了通入的氢气的量，从而使得阳极筒内的等离子体分布较为均匀，使主真空越好，使等离子体的引出效率越高，使阴极与阳极筒之间的绝缘性不易降低，从而不易影响等离子体的产生。

本发明进一步设置为：所述第三绝缘块的两侧分别与所述第一绝缘块和机壳的内壁抵触，所述第二绝缘块的两端分别与所述第一绝缘块和阳极筒抵触。

通过采用上述技术方案，第一绝缘块和第三绝缘块对阴极和机壳之间进行绝缘，第二绝缘块对阴极和阳极筒之间进行绝缘，从而使得等离子体能够正常产生。

本发明进一步设置为：所述阳极筒包括筒体和筒体内形成的阳极腔，所述阳极腔包括中间腔室和位于中间腔室两端且与中间腔室连通的端部腔室，所述端部腔室靠近中间腔室一端的内径小于所述端部腔室远离中间腔室一端的内径，所述氢气通道与端部腔室连通，所述引出缝与中部腔室连通。

通过采用上述技术方案，氢气从端部腔室进入，等离子体在电磁场的带动下汇聚在中间腔室，然后从中间腔室离开，从而提高了引出效率。

本发明进一步设置为：所述筒体远离引出缝一侧的内壁的厚度大于所述引出缝所在一侧的内壁的厚度。