[实用新型]一种引出极弱粒子束流的散射器

说明书

本发明提供一种引出极弱粒子束流的散射器。所述引出极弱粒子束流的散射器包括包括壳体，所述壳体上设有质子通道，所述壳体内设有散射针，所述散射针延伸至质子通道内，所述壳体包括真空腔室，所述真空腔室内转动安装有散射盘，所述散射针设在散射盘上；所述质子通道上设有缺口，所述缺口与真空腔室相连通，所述散射针能够跟随散射盘由缺口转动至质子通道内；还包括驱动结构，所述驱动结构用于驱动散射盘转动。本发明提供的引出极弱粒子束流的散射器具有运行稳定、研发成本低、研发难度小的优点。

技术领域

本发明涉及散射器技术领域，尤其涉及一种引出极弱粒子束流的散射器。

背景技术

引出极弱粒子的器是CSNS规划建设的高能质子束实验站的关键，引出极弱粒子的器目前只在国外的一些科研机构上应用，而对于国外的应用采用的是快速直线运动的散射棒的形式引出极弱粒子，虽然快速运动的散射棒设备也能引出极弱粒子但其结构复杂，加工成本高。

因为快速运动的散射棒的设备的上下轴需要高频率的上下往复运动与散裂中子源打靶频率一致(25Hz)，特殊情况下提高到50Hz，因此在此加速和减速过程中会对设备产生巨大的冲击产生震动不利于设备的长期稳定运行。之所以下轴需要高频率的上下往复运动是因为由于质子束功率较大，极大能量沉积会导致设备器件损毁，因此器件通常不能长时间放置在束流流经路径上。

其次，对轴的选材和加工要求也高，因为轴在快速的加速和减速运行过程中会产生形变和振动，为了尽可能减少形变和振动因此轴的材料需要更好的强度和加工性能同时也要有更好的加工精度，从而也提高了成本。

最后，对于快速运动的散射棒的设备而言，因为其运动方式的缘故决定了其主体结构在竖直方向会大，同时其重心偏高会出现头重脚轻的情况，不利于后期安装和维护。

因此，有必要提供一种引出极弱粒子束流的散射器解决上述技术问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种运行稳定、研发成本低、研发难度小的引出极弱粒子束流的散射器。

为解决上述技术问题，本发明提供的引出极弱粒子束流的散射器包括壳体，所述壳体上设有质子通道，所述壳体内设有散射针，所述散射针延伸至质子通道内，所述壳体包括真空腔室，所述真空腔室内转动安装有散射盘，所述散射针设在散射盘上；所述质子通道上设有缺口，所述缺口与真空腔室相连通，所述散射针能够跟随散射盘由缺口转动至质子通道内；还包括驱动结构，所述驱动结构用于驱动散射盘转动。散射针的转动周期一般与质子脉冲频率相同，相位与质子脉冲同步。对于速度极快的质子来说转动的散射针近似处于静止状态，但是散射针扫过束流时对束流的遮挡面积也在不断变化，存在上升/下降时间高斯分布，并且不会像快速运动的散射棒设备轴那样对设备产生大的冲击和震动，不需急加速、急减速而是保持与散裂中子源打靶频率一致的匀速圆周运动。

优选的，所述散射针位三角形状或圆锥针状。

优选的，还包括振动传感器和温度传感器。通过设置振动传感器和温度传感器用于监测设备运行状态，特别是温度传感器，需要实时监测设备转动体的温度情况，散射针存在被烧毁的风险，必要时停机。

优选的，所述散射盘包括安装位，所述安装位内固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上设有丝杆导轨，所述散射针通过丝杆导轨与驱动电机传动连接。使散射针边缘与质子束流中心距离可调。

优选的，所述驱动结构包括无框电机和转轴，所述无框电机与转轴传动连接，所述转轴与散射盘固定连接。采用直驱结构和无框电机，无传动环节，以最大限度的提高系统动态性能。

优选的，还包括转动腔，所述转轴位于转动腔内，所述转动腔内设有磁流体。

优选的，所述转动腔内设有轴承，所述轴承的内圈与转轴固定连接。

优选的，所述轴承为陶瓷球轴承。