[发明专利]一种粒子加速器负氢束流分束装置

说明书

本发明公开了一种粒子加速器负氢束流分束装置，按照束流流向从左到右包括旋转交替电子剥离器、分束磁铁、核外电子剥离器；在分束磁铁内部固装有分束真空室，所述旋转交替电子剥离器用于负氢束流通过旋转交替电子剥离器后，变成负氢质子组合束流；所述分束磁铁用于将旋转交替电子剥离器剥离后的负氢质子组合束流分为偏转半径相同但偏转方向相反的负氢束流和质子束流、该负氢束流和质子束流分别穿过负氢束流管道和质子束流管道；所述核外电子剥离器用于将负氢束流管道引出的负氢束流变成质子束流；所述粒子加速器负氢束流分束装置最终实现将粒子加速器加速后引出的负氢束流一分为二且转换为两路质子束流，使得加速器利用效率大大提高甚至翻倍。

技术领域

本发明属于粒子加速器技术领域，尤其涉及一种粒子加速器束流分束装置。

背景技术

粒子加速器广泛应用于核物理、核工程、核化学、放射生物学、放射医学、固体物理等的基础研究以及疾病的诊断和治疗、高纯物质的活化分析、某些工业产品的辐射处理、农产品及其它食品的辐射处理、模拟宇宙辐射和模拟核爆炸等领域。

目前科研生产对粒子加速器质子束流的需求越来越大，然而建造加速器及配套设施的费用很高，且加速器运行成本高，设备的运行与维修对操作人员的技术要求高，拥有加速器的单位经常无法满足大量的科研生产需求。由于科研生产任务需求及加速器靶的功率承受能力限制，很多科研生产任务要求质子束流强度较弱甚至很低，比如一台供束流能力300微安的加速器，由于打靶需求限制，经常运行在束流几微安至几十微安，对加速器提供束流能力是很大的浪费。如果有一个设备能使加速器引出的束流一分为二，同时给两个不同的靶提供质子束流，可使加速器利用效率大大提高甚至翻倍。目前国内还没有将粒子加速器加速后引出的负氢束流一分为二以便同时给两个不同的靶提供质子束流的先例。为提高粒子加速器使用效率，因此亟待设计开发一种设备，将粒子加速器加速后的束流一分为二，以便同时给两个不同的靶提供质子束流。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提出一种粒子加速器负氢束流分束装置，目的在于解决现有技术由于不能将一条束流分成两条质子束流以大幅提高粒子加速器使用效率的问题。

本发明为解决其技术问题采用以下技术方案：

一种粒子加速器负氢束流分束装置，其特征在于：按照束流流向从左到右包括旋转交替电子剥离器1、分束磁铁2、核外电子剥离器3；在分束磁铁2内部固装有分束真空室4，该分束真空室4的束流入口端位于分束磁铁2的左端、且连接负氢质子组合束流管道5；该分束真空室4的束流出口端位于分束磁铁2右端、且连接两个角度偏向相反的质子束流管道6和负氢束流管道7；所述旋转交替电子剥离器1用于负氢束流通过旋转交替电子剥离器后，变成负氢质子组合束流；所述分束磁铁2用于将旋转交替电子剥离器1剥离后的负氢质子组合束流分为偏转半径相同但偏转方向相反的负氢束流和质子束流、该负氢束流和质子束流分别穿过负氢束流管道7和质子束流管道6；所述核外电子剥离器3用于将负氢束流管道7引出的负氢束流变成质子束流；所述粒子加速器负氢束流分束装置最终实现将粒子加速器加速后引出的负氢束流一分为二且转换为两路质子束流，以便同时给两个不同的靶提供质子束流，使得加速器利用效率大大提高甚至翻倍。

所述旋转交替电子剥离器1内设有一个旋转交替剥离膜盘101，该旋转交替剥离膜盘101在其周向等角度、等间隔地在其所对应的半径中间区域挖空去除一部分，而剩下的非挖空部分被保留；该挖空去除部分径向的两边中心点连线通过该旋转交替剥离膜盘的圆心；该旋转交替剥离膜盘101运行时匀速旋转，其平面垂直于入射的负氢束流流向、且该旋转交替剥离膜盘的位置恰好使得负氢束流沿着垂直于膜盘盘面方向从等间隔挖空去除部分半径区域中间位置通过；当具有一定能量的负氢束流通过时，处于挖空部分的束流无改变地顺利通过，打在膜盘实体部分的负氢离子束流核外的2个电子被剥离掉，变成质子束流；故负氢束流通过旋转交替电子剥离器后，变成了负氢质子组合束流。