[发明专利]一种D+

说明书

本发明属于中子发生器技术领域，具体涉及一种D⁺离子源。设置在中子发生器的真空管上，包括尾端设有引出结构(15)、顶端与氘气钢瓶(6)相连的放电管(3)，放电管(3)的尾端设有圆盘形的离子源底盘(18)，引出结构(15)位于离子源底盘(18)中心；还包括套装在放电管(3)的外表面的电容耦合环(8)和设置在放电管(3)的顶端的阳极探针(4)。本发明采用射频电源馈入高频功率，只需一台射频电源，无需振荡器；解决了离子源向外发送干扰信号的不利问题；对引出结构进行强制制冷，提高了离子源的使用寿命。

技术领域

本发明属于中子发生器技术领域，具体涉及一种D⁺离子源。

背景技术

D⁺离子源是用来将氘气电离产生D⁺的离子源，一般用在高压倍加器或者静电加速器等大型加速器上，对其尺寸和信号干扰要求不高。这种离子源具有结构简单、尺寸较小、引出束流强度较高等优势条件。为了满足小型中子发生器的需要，有必要展开对D⁺离子源用于小型中子发生器的研究和开发，也对D⁺离子源的尺寸、冷却、信号干扰、寿命等提出了更高的要求。

发明内容

本发明的目的是针对小型中子发生器的技术要求，提供一种尺寸小、可靠性高、寿命长的D⁺离子源。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种D⁺离子源，设置在中子发生器的真空管上，其中，包括尾端设有引出结构、顶端与氘气钢瓶相连的放电管，所述放电管的尾端设有圆盘形的离子源底盘，所述引出结构位于所述离子源底盘中心；还包括套装在所述放电管的外表面的电容耦合环和设置在所述放电管的顶端的阳极探针。

进一步，所述引出结构位于所述放电管的轴线上，由铝电极和石英套管组成，所述铝电极为中心带圆孔的圆柱体，所述圆孔为束流引出孔道；所述石英套管套装在所述铝电极外面。

进一步，所述离子源底盘采用不锈钢制作，所述离子源底盘的一侧通过压盖和压片与所述放电管的尾端连接，所述压盖与所述离子源底盘之间通过螺纹连接；所述放电管的尾端上设有环形橡胶密封圈，在所述压盖和压片的作用下实现所述放电管与所述离子源底盘之间的密封；所述离子源底盘的另一侧用于与所述真空管连接，所述离子源底盘与所述真空管之间通过“O”型密封圈密封；所述离子源底盘内部为圆形空隙夹层，作为冷却水层，设有与所述冷却水层连通的进水口和出水口，冷却液通过所述进水口进入所述冷却水层从所述出水口排出，对所述引出结构进行冷却。

进一步，所述放电管采用高纯石英玻璃制作，所述放电管的尾端为平底，所述尾端的中心设有圆孔，所述圆孔用于套装在所述引出结构的所述石英套管上；所述放电管的顶端设有进气管，所述进气管通过真空橡皮管与所述氘气钢瓶相连，用于向所述放电管内输入氘气；所述阳极探针设置在所述放电管的顶端的中心位置，用于加载引出电压；所述阳极探针采用钨棒制作。

进一步，所述进气管与所述氘气钢瓶之间还设有气体流量控制器，所述气体流量控制器采用针阀控制气体流量，所述气体流量控制器两端分别用所述真空橡皮管连接所述氘气钢瓶和放电管的所述进气管。

进一步，还包括设置在所述放电管外围的屏蔽盒，所述放电管的顶端和尾端位于所述屏蔽盒之外，所述屏蔽盒为一个铝质的盒子，在所述屏蔽盒上设有若干散热孔。

进一步，所述电容耦合环为两个尺寸相同的铜环，分开套装在所述放电管的外表面，还包括与所述电容耦合环相连的射频电源匹配器，通过功率输出线与所述射频电源匹配器相连的射频电源；所述射频电源匹配器设置在所述屏蔽盒内部底部，所述射频电源设置在所述屏蔽盒之外，通过所述射频电源匹配器和所述电容耦合环将功率馈入所述放电管中；所述屏蔽盒上安装所述功率输出线的接头，用于连接所述射频电源匹配器和所述射频电源。

进一步，还包括套装在所述放电管外的环形的永磁铁，所述永磁铁设置在所述屏蔽盒内部，靠近所述放电管的尾端，用于产生轴向磁场，磁场强度为2000高斯。