[发明专利]一种离子源实验平台

说明书

本发明公开了一种离子源实验平台，包括线圈模块、磁铁结构模块、离子源模块、引出模块、真空模块、液压模块和离子源平台支撑模块：所述线圈模块包括线圈和线圈挡条，其中所述线圈的外侧安装有线圈挡条；所述磁铁结构模块包括上盖板、下盖板、第一下磁轭、第一上磁轭、第二上磁轭、第二下磁轭、上磁极、凸台和下磁极，其中所述上盖板和下盖板的分别位于线圈的上下两侧。该离子源实验平台，保证离子源实验区域所产生的磁力线分布与紧凑型回旋加速器的中心区域磁力线分布基本上保持一致；本发明的真空盒所提供的真空条件能够达到10^‑5Pa的量级，且易于操作，解决了传统离子源平台因真空腔壁薄结构设计而容易出现真空度达不到的问题。

技术领域

本发明涉及应用在紧凑型回旋加速器的离子源性能研究技术领域，特别涉及到对于离子源结构优化的性能研究技术领域，具体为一种离子源实验平台。

背景技术

离子源用于在回旋加速器产生束流，堪称回旋加速器的心脏。离子源的性能指标包括束流强度、束流稳定性以及最佳工作气流等参数。其中，离子源最主要的性能指标为束流强度。为了研究离子源的性能，对于离子源能够产生束流强度大小的考虑是必不可少的，则需要一种平台，专门是用来研究离子源所能够产生束流强度的产额情况。

由于紧凑型回旋加速器中所使用的离子源属于潘宁离子源类型，需要一个外界磁场才能让电子在阳极筒内部与通入的氢气发生反应，并在外部电场的条件下将反应所生成的负氢离子进行引出，为紧凑型回旋加速器提供负氢离子的束流。为了研究不同结构的离子源所能够产生的束流强度，需要设计一个能够满足离子源运行条件的研究平台。

离子源的工作性能与磁场形状相关性很大。在传统的离子源平台中，由于磁极面的设计是一对上下的平行面，所产生的磁感线在磁极面之间是相互平行的，这与紧凑型回旋加速器中的磁感线分布并不一致。因此，使用传统离子源平台获得的研究结论并不准确。

另外，磁铁与离子源真空腔是分离的，实验研究中存在运动关系。由于涉及到离子源装配、真空腔的插入，离子源与磁极面之间的位置关系很难控制，所以实验结果的重复性较差。

大磁极面的相互平行设计，使真空腔被设计成一个较为狭窄的空间，不利于实验相关的部件安装至实验真空腔内部，导致传统的离子源平台拓展性较差。

独立的真空腔设计要求腔壁较薄，导致了实验中腔体会发生形变、漏气等问题，影响实验的真空度以及几何一致性；

狭小的上下面间距使引出电极与真空腔的上下端面极易发生打火，导致引出电压无法稳定加载，影响实验的开展。

因此，我们提出一种离子源实验平台，以便于解决上述中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种离子源实验平台，以解决上述背景技术提出的目前传统的离子源平台中，由于磁极面的设计是一对上下的平行面，所产生的磁感线在磁极面之间是相互平行的，这与紧凑型回旋加速器中的磁感线分布并不一致，使用传统离子源平台获得的研究结论并不准确，磁铁与离子源真空腔是分离的，实验研究中存在运动关系，涉及到离子源装配、真空腔的插入，离子源与磁极面之间的位置关系很难控制，所以实验结果的重复性较差等问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种离子源实验平台，包括线圈模块、磁铁结构模块、离子源模块、引出模块、真空模块、液压模块和离子源平台支撑模块：

所述线圈模块包括线圈和线圈挡条，其中所述线圈的外侧安装有线圈挡条；

所述磁铁结构模块包括上盖板、下盖板、第一下磁轭、第一上磁轭、第二上磁轭、第二下磁轭、上磁极、凸台和下磁极，其中所述上盖板和下盖板的分别位于线圈的上下两侧，且第一下磁轭和第一上磁轭与第二下磁轭和第二上磁轭之间呈对应左右对称设置在上盖板与下盖板之间，所述上磁极和下磁极呈上下对称设置在上盖板与下盖板之间，且上磁极和下磁极的内侧均设置有凸台；