[发明专利]一种用于重离子同步加速器剥离注入的装置

说明书

本发明公开了一种用于重离子同步加速器剥离注入的装置，包括剥离膜储藏室、剥离注入室和剥离膜传送机构；剥离膜储藏室包括真空储藏腔室、膜架转盘、膜架和第一驱动机构，膜架转盘设置在真空储藏腔室内；若干膜架沿周向均布在膜架转盘上；第一驱动机构被配置为驱动膜架转盘在真空储藏腔室内的初始位置和换膜位置之间转移；剥离注入室与真空储藏腔室连接，且其内部指定剥离注入点；剥离膜传送机构包括膜架抓取组件、传动杆、真空波纹管组件和第二驱动机构；真空波纹管组件的远端连接在真空储藏腔室上，传动杆穿设在真空波纹管组件内，传动杆的远端安装膜架抓取组件，传动杆和真空波纹管组件的近端共同连接第二驱动机构。

技术领域

本发明涉及一种用于重离子同步加速器剥离注入的装置，属于加速器技术领域。

背景技术

目前同步加速器的注入方式主要有多圈注入、利用冷却作用辅助下的多次多圈注入、剥离注入等；采用多圈注入由于受到刘维定理的限制，注入增益一般只有15倍左右；采用多次多圈可以实现较大的束流增益，但需要相空间冷却装置，例如电子冷却，随机冷却等，该冷却装置技术难度较大，造价较高，不适合在医用重离子装置上使用；而剥离注入是通过使束流打在剥离膜上，使束流的核外电子发生丢失从而改变束流的运行轨迹，实现束流注入的方法。剥离注入可较易实现40、50倍以上的注入增益，适合在医用重离子加速器装置上使用。

在同步加速器中，注入线提供的非全剥离重离子束注入到同步加速器过程中，会经二极铁偏转到剥离碳膜位置，剥离后的重离子束注入并填充同步加速器，在同步加速器中做回旋运动。注入剥离点在二级铁内部的扁真空室内，二极铁外部剥离碳膜初始位置与注入剥离点距离跨度达1200mm。为了减小对磁铁本身性能的影响，要求磁铁侧面开孔尽量小，直径最大56mm。除去穿过磁铁侧孔的管道壁厚，内部有效孔径只有50mm，要求碳膜的有效面积达到40mm以上，因此整个膜架在管道内部上下的有效间隙只有2-3mm左右。

在上述剥离注入处空间位置十分有限且加速器真空为超高真空的情况下，现有的用于重离子同步加速器剥离注入的装置在每次更换碳膜时需要加速器停机、破真空、重新抽真空，而且将剥离碳膜从初始位置送至注入剥离点，需要跨度1200mm，且膜架有效间隙仅为2-3mm，靶杆的变形、运动不平稳等都会造成靶头触碰到管道壁损坏碳膜，这严重影响加速器的运行效率，大大增加了加速器的运行成本。

发明内容

针对上述问题，本发明的其中一个目的是提供一种用于重离子同步加速器剥离注入的装置，该装置能够将剥离膜穿过二级铁内部狭小空间送入束流剥离注入点，一次可安装装载多片碳膜，在不破坏真空环境的情况下远程自动更换碳膜，大大提高工作效率，降低加速器的运行成本，提高加速器的运行效率。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用于重离子同步加速器剥离注入的装置，包括剥离膜储藏室、剥离注入室和剥离膜传送机构；

所述剥离膜储藏室包括真空储藏腔室、膜架转盘、膜架和第一驱动机构，所述膜架转盘设置在所述真空储藏腔室内；若干所述膜架沿周向均布并活动设置在所述膜架转盘上，每一所述膜架上贴附有剥离膜；所述第一驱动机构与膜架转盘连接，并被配置为驱动所述膜架转盘在所述真空储藏腔室内的初始位置和换膜位置之间转移；

所述剥离注入室与真空储藏腔室连接，所述剥离注入室内部指定剥离注入点；

所述剥离膜传送机构包括膜架抓取组件、传动杆、真空波纹管组件和第二驱动机构；所述真空波纹管组件的远端密封连接在所述真空储藏腔室上，所述传动杆穿设在所述真空波纹管组件内，所述传动杆、剥离注入点和换膜位置位于同一直线上，所述传动杆的远端安装所述膜架抓取组件，所述传动杆和真空波纹管组件的近端共同连接所述第二驱动机构；所述第二驱动机构被配置为驱动所述真空波纹管组件作线性伸缩运动，以带动所述传动杆连同膜架抓取组件在所述真空储藏腔室内的换膜位置抓取粘附有所需剥离膜的膜架，并将粘附有所需剥离膜的膜架传送至剥离注入点。