[发明专利]一种低能重离子加速器及加速方法

权利要求书

1.一种低能重离子加速器，其特征在于，包括带有时序控制功能的脉冲功率源以及多个连续设置的加速单元，所述加速单元具有加速腔，所有所述加速腔相互连通并形成离子的加速传输通道；沿所述加速传输通道的行进方向，所述脉冲功率源可根据相应时序控制对所有所述加速单元逐级加载电压并在对应所述加速腔内形成电场，以使刚好运动至该形成电场的所述加速腔内的离子进行加速，并实现该离子在所述加速传输通道内的逐级加速；

其中，所述加速单元包括两个导体以及设置在两个所述导体之间的绝缘体，所述绝缘体内形成所述加速腔，所述导体均具有接入至所述加速腔内的导电端，所述脉冲功率源通过高压馈电电缆与两个所述导体作为正负极连接，以使两个所述导体能够在所述加速腔内形成与所述行进方向相同方向的电场。

2.根据权利要求1所述的低能重离子加速器，其特征在于，所有所述加速单元逐级串联设置，以使所述加速传输通道为直线型布局。

3.根据权利要求1所述的低能重离子加速器，其特征在于，相邻的所述加速腔中，相互靠近的所述导体串联设置，所述高压馈电电缆上套设有径向隔离磁芯；所述加速传输通道的末端设置有轴向隔离磁芯。

4.根据权利要求3所述的低能重离子加速器，其特征在于，相邻的所述加速腔中，相互靠近的所述导体一体设置。

5.根据权利要求1所述的低能重离子加速器，其特征在于，所述导体与所述绝缘体均为同轴设置的环状结构，所述绝缘体的内孔形成所述加速腔，所述绝缘体外套设有匹配电阻环。

6.根据权利要求5所述的低能重离子加速器，其特征在于，所述匹配电阻环处设置有隔绝介质层，以使所述匹配电阻环及所有所述加速单元处于绝缘保护状态。

7.根据权利要求6所述的低能重离子加速器，其特征在于，所述隔绝介质为绝缘气体或绝缘油液体。

8.一种低能重离子加速方法，其特征在于，采用上述权利要求1～7中任一项权利要求所述的低能重离子加速器，其具体加速步骤在于：

将脉冲功率源按照一定时序控制对所有加速单元逐级加载电压，并在对应加速单元的加速腔内形成电场，以使刚好运动至该形成电场的加速腔内的离子得到加速。

9.根据权利要求8所述的低能重离子加速方法，其特征在于，所述脉冲功率源的时序控制是指：根据待加速的离子束的能量、种类以及整个加速传输通道的结构长度，预测离子束到达的位置和时刻，从而计算出离子束何时到达下一个加速腔，最终实现脉冲功率源按照一定时序控制加载电压。