[发明专利]一种可旋转耐烧蚀强流二极管阳极靶

说明书

为了克服每次实验须更换整个阳极靶的限制，同时满足脉冲功率装置快速切换输出射线参数的需求，本发明提供了一种可旋转耐烧蚀强流二极管阳极靶。该可旋转耐烧蚀强流二极管阳极靶包括旋转支架、旋转套、支撑轴、真空旋转手臂和多个复合阳极靶；复合阳极靶包括钽片和铝衬底，钽片和铝衬底叠加设置；钽片的端面设置有通孔，通孔内设置有第一石墨层；铝衬底的端面设置有安装槽，安装槽与通孔同轴设置且连通，安装槽内设置有第二石墨层；旋转支架上设置有多个阳极靶安装法兰，复合阳极靶设置在阳极靶安装法兰上；真空旋转手臂与旋转套连接，旋转套设置旋转支架的中心，带动旋转支架旋转，支撑轴通过轴承套装在旋转套内，用于支撑旋转支架。

技术领域

本发明属于高功率强流脉冲电子束与物质相互作用领域，具体涉及一种用于强流电子束与物质相互作用产生高剂量大面积x射线或γ射线的可旋转耐烧蚀强流二极管阳极靶。

背景技术

强流二极管主要由处于真空中的阴极、阳极组成，其主要功能是通过阴极发射的强流电子束与高原子序数(下简称Z)阳极靶相互作用产生高剂量大面积x射线或γ射线。在二极管阳极区域，由于电子束能量高、强度大(0.3～15MeV、10kA～25MA)，轰击到阳极靶上的电子束会对阳极靶产生极强的热力学破坏效应，使得阳极破孔、断裂、扭曲，导致每次实验后须整体更换阳极靶，实验效率低下。另外一方面，对于连续以不同射线参数辐照样品的实验需求，现有装置无法满足，只能拆开二极管更换阳极。

现有脉冲功率装置的强流二极管所用阳极靶多为单层钽靶，蒯斌等所著的《高功率辐射模拟设备及其应用分析》、《长脉冲高阻抗强流电子束二极管》等文章中介绍了的“晨光号”、“强光一号”等加速器基本构造，其中列出的各加速器的二极管均采用单层钽靶，每次实验后或针对不同的实验对象，须更换整个阳极，费时费力。

发明内容

为了克服每次实验须更换整个阳极靶的限制，同时满足脉冲功率装置快速切换输出射线参数的需求，本发明提供了一种可旋转耐烧蚀强流二极管阳极靶。该可旋转耐烧蚀强流二极管阳极靶主要由旋转支架和复合阳极靶组成，旋转支架上设置有多个阳极靶安装法兰，可安装多个不同构型的复合阳极靶，同时，该复合阳极靶减弱了强流电子束对阳极靶的热力学破坏效应，增强阳极靶的抗冲击抗烧蚀性能。

为实现以上发明目的，本发明提供的技术方案是：

一种可旋转耐烧蚀强流二极管阳极靶，包括旋转支架、旋转套、支撑轴、真空旋转手臂和多个复合阳极靶；所述复合阳极靶包括钽片和铝衬底，所述钽片和铝衬底叠加设置；所述钽片的端面设置有通孔，所述通孔内设置有第一石墨层，所述第一石墨层由多层高纯石墨片叠加而成；所述铝衬底的端面设置有安装槽，所述安装槽与通孔同轴设置且连通，所述安装槽内设置有第二石墨层，所述第二石墨层由多层高纯石墨片叠加而成；所述旋转支架上设置有多个阳极靶安装法兰，所述复合阳极靶设置在阳极靶安装法兰上；所述真空旋转手臂与旋转套连接，将外部动力传递给旋转套，所述旋转套设置旋转支架的中心，带动旋转支架旋转，所述支撑轴通过轴承套装在旋转套内，用于支撑旋转支架。

进一步地，所述钽片中钽的纯度＞99.99％，所述高纯石墨片选用密度＞1.82g/cm³的石墨，所述铝衬底采用1系铝。

进一步地，所述钽片和铝衬底上设置有螺钉通孔，所述钽片和铝衬底通过螺钉连接。

进一步地，所述旋转支架上设置有四个阳极靶安装法兰，四个阳极靶安装法兰沿旋转支架的中心周向均布。

进一步地，所述真空旋转手臂与电机的输出轴连接，所述电机带动真空旋转手臂转动。

进一步地，所述旋转套与旋转支架过盈配合实现连接。

进一步地，所述旋转套与旋转支架通过键连接。

进一步地，所述旋转支架为圆形铝板。

进一步地，所述钽片和铝衬底的形状和尺寸相同，形状为圆形或矩形，所述通孔和安装槽的形状和尺寸相同，形状为圆形或矩形。