[实用新型]一种兼具能量分辨和质量分辨的中性粒子分析器有效

申请号：	201922154140.5	申请日：	2019-12-05
公开（公告）号：	CN211125572U	公开（公告）日：	2020-07-28
发明（设计）人：	臧临阁;屈玉凡	申请（专利权）人：	核工业西南物理研究院
主分类号：	H01J49/00	分类号：	H01J49/00;H01J49/42;G01T5/02
代理公司：	核工业专利中心 11007	代理人：	孙成林
地址：	610041 四川***	国省代码：	四川;51
权利要求书：	查看更多	说明书：	查看更多
摘要：
搜索关键词：	一种兼具能量分辨质量中性粒子分析器
钻瓜网技术展会专利词库专利权人专利榜在售专利公布日期热门专利

【说明书】：

本实用新型公开了一种兼具能量分辨和质量分辨的中性粒子分析器，它使NPA兼具能量分辨和质量分辨的能力。它包括磁场区和电场区两部分，磁场区和电场区串联，磁场区和电场区之间形成空白绝缘区，电场区的外侧设置探测面，电场区与探测面之间形成自由飞行区。本实用新型的技术效果：磁场和电场前后串连组成的NPA分析单元，H⁺和D⁺经分析单元偏转后，不同行(探测面视图)之间实现质量分辨，同一行上的不同位置实现能量分辨。

技术领域

本实用新型属于高温等离子体诊断技术领域，具体涉及一种兼具能量分辨和质量分辨的中性粒子分析器。

背景技术

NPA的主要部件一般包括剥离单元、分析单元和探测单元。中性粒子经过剥离单元时外侧电子被剥离后成为离子，在分析单元利用高压电场/强磁场对离子进行能量/动量分析，最后在探测单元由对电荷敏感的探测器测得。整个系统放置在真空环境中，并通过抽气泵组维持真空；为了使分析电场/磁场不受干扰，系统外面一般由较厚的屏蔽软铁层包裹。

在聚变研究领域，NPA是高能量离子物理分析、聚变堆氘氚燃料离子比(简称燃料比)测量的关键诊断工具。燃料比将是未来聚变堆上装置保护和基本等离子体控制的一个关键参数。要同时实现高能量离子物理分析和燃料比测量，就需要发展兼具能量分辨和质量分辨的中性粒子分析器。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种兼具能量分辨和质量分辨的中性粒子分析器，它使NPA兼具能量分辨和质量分辨的能力。

本实用新型的技术方案如下：一种兼具能量分辨和质量分辨的中性粒子分析器，它包括磁场区和电场区两部分，磁场区和电场区串联，磁场区和电场区之间形成空白绝缘区，电场区的外侧设置探测面，电场区与探测面之间形成自由飞行区。

所述的磁场区采用直角倒梯形设计。

所述的电场区采用倒梯形设计.

所述的自由飞行区采用倒梯形设计。

所述的电场区和自由飞行区的形状，其特征需要满足如下关系公式：

x₁(x₁+2x₂)/p²＝C

其中，x₁和x₂为同一动量的离子在垂直于磁场方向上，在电场区和自由飞行区中的轨迹，p为离子动量，C为分析器本身所决定的常数。

所述的磁场区由电磁铁或者永磁铁来实现。

所述的磁场区其长边为20厘米，短边为7厘米，高为30厘米，两个磁极为平面结构，气隙为4毫米，平均磁场为0.5特斯拉。