[发明专利]一种加速器实验室用固体中性化靶室

说明书

本发明公开了一种加速器实验室用固体中性化靶室，该靶室不仅提供了一定量剥离膜片库存，并且大大降低了装置的复杂度和束流方向的体积。该靶室包括剥离室腔体、上游束流管道接口、下游束流管道接口、剥离膜片装卸窗口、可旋转膜片库存机构以及膜片切换机构；上游束流管道接口、下游束流管道接口对称设置在剥离室腔体上；可旋转膜片库存机构安装于剥离室腔体内部，可旋转膜片库存机构上沿圆周方向均匀设置有多个膜片；剥离膜片装卸窗口设置在剥离室腔体上；膜片切换机构包括动力源以及直角锥齿轮传动机构；动力源将旋转动力传递给直角锥齿轮传动机构，直角锥齿轮传动机构将驱动可旋转膜片库存机构旋转，从而实现剥离膜片的位置切换。

技术领域

本发明涉及一种中性化靶室，具体涉及一种加速器实验室用固体中性化靶室。

背景技术

加速器装置上，负离子核外电子的剥离往往需要粒子与膜片(膜片的材质为金属或非金属)相互作用，从而实现核外电子的全剥离。但是对于采用固体剥离技术进行中性粒子束的制备，目前尚没有相关应用基础及技术指导。

固体剥离介质质量密度相对较高，因此在参数设计时，为实现最大中性化效率，膜片参数的选择尤为重要。由于固体膜片质量密度较大，所以适用于中性化的膜片厚度较薄，通常在数十至数百纳米尺度，过薄的厚度导致膜片寿命受限，工程上考虑替换的便易性，往往采用旋转钢带来提供大量膜片库存以便及时更换。

而加速器束线上空间极为宝贵，尤其在沿束线方向，可利用空间往往十分紧张，常用旋转钢带方案虽然在提供膜片库存量上有较大优势，但是，整体设备的造价昂贵，加工难度大、且控制系统复杂、应用成本较高，且膜片在固定过程中往往容易发生损坏。对于一些加速器实验室来讲，如何设计一种既能够提供适当膜片库存、满足膜片更换及监测需求、同时满足真空密封及监测等要求，又避免占用过多束线空间的小型中性化靶室，对于同时解决固体剥离膜片的库存和剥离室整体的空间占用率两个问题来说，在加速器实验室具有非常实际的应用价值。

发明内容

为了解决加速器束线上空间紧张以及提供膜片库存量的旋转钢带整体设备的造价昂贵，加工难度大、且控制系统复杂、应用成本较高的问题，本发明提供了一种加速器实验室用固体中性化靶室。

本发明提供的具体技术方案是：

本发明提供了一种加速器实验室用固体中性化靶室，包括剥离室腔体、上游束流管道接口、下游束流管道接口、剥离膜片装卸窗口、可旋转膜片库存机构以及膜片切换机构；

上游束流管道接口、下游束流管道接口对称设置在剥离室腔体上，且均位于束流中线上；

可旋转膜片库存机构安装于剥离室腔体内部，可旋转膜片库存机构上沿圆周方向均匀设置有多个膜片；多个膜片所在旋转平面与束流流向垂直，且束流需穿过所述旋转平面；

剥离膜片装卸窗口设置在剥离室腔体上，且对应于可旋转膜片库存机构的位置；

膜片切换机构包括动力源以及直角锥齿轮传动机构；动力源将旋转动力传递给直角锥齿轮传动机构，直角锥齿轮传动机构将动力传输方向改变90°后驱动可旋转膜片库存机构旋转，从而实现待剥离膜片的切换。

进一步地，上述可旋转膜片库存机构包括旋转轴、固定圆盘以及膜片固定组件；

旋转轴一端安装带座轴承，另一端安装直角锥齿轮传动机构的大锥齿轮，旋转轴的中部固定安装固定圆盘；固定圆盘的外围沿圆周方向均匀安装有多个膜片固定组件，每个膜片固定组件上均夹持有膜片。

进一步地，上述膜片固定组件包括膜架、压片以及小螺钉；

膜架包括呈“C”字形的夹持部以及用于连接固定的固定部；

压片呈“C”字形；压片和所述夹持部通过两个小螺钉将膜片夹紧。

进一步地，上述固定部通过螺钉将膜架固定安装在固定圆盘上，且螺钉的螺帽与固定圆盘之间设有预紧压块。