[实用新型]一种双等离子体离子源

说明书

本实用新型公开了一种双等离子体离子源，阳极外壳和中间电极采用软铁材料，中间电极设有冷却槽，中间电极和阳极外壳之间设有励磁线包，放电室内设有阴极灯丝，阴极灯丝置于灯丝罩内，灯丝罩安装在灯丝架上，灯丝架和灯丝接线柱通过陶瓷管固定在中间电极法兰上，中间电极法兰安装在中间电极的一端，中间电极的冷却槽连通中间电极冷却管道入口，中间电极法兰上设有进气管道连通放电室，放电室另一端为锥形出口，锥形出口连接阳极嵌块，阳极嵌块连接扩张杯，阳极法兰上设有阳极法兰冷却管道入口和阳极法兰冷却管道出口，阳极法兰底部设有阳极引出法兰。本实用新型的有益效果是提供更高的引出束流强度。

技术领域

本实用新型属于加速器设备技术领域，涉及一种双等离子体离子源。

背景技术

氘氘(D-D)和氘氚(D-T)聚变反应加速器中子源是重要的单能中子源(简称中子发生器)，可广泛应用于核数据测量、核聚变堆基础研究、军工基础研究、快中子应用技术等各个方面。D-D和D-T聚变反应的特点是，在较低的D束流能量下，有较大的反应截面，即可用低能加速器加速D离子束，轰击氘钛(TiD)靶或氚钛(TiT)靶发生氘氘(D-D)或氘氚(D-T)聚变反应产生强的快中子，快中子的产额与轰击在靶上的D束流强度成正比。为了使100-120kV/D-D中子发生器中子产额达到更高的技术指标，靶上D束流越大中子产额上升空间越大，故提出小型化离子源的引出束流在大于2mA的前提下越大越好。

就目前的高频离子源、ECR离子源需要使用高频电源和微波源，存在高频和微波辐射问题，会对相关分析仪器的测量电子学系统及中子发生器控制系统产生干扰。潘宁离子源结构简单、性能稳定，但放电室内产生的等离子体密度偏小，引出束流较小，束流单原子离子比不高(约15％)。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种双等离子体离子源，解决了目前离子源引出束流较小的问题。

本实用新型所采用的技术方案是包括阳极外壳，阳极外壳和中间电极采用软铁材料，中间电极设有冷却槽，中间电极和阳极外壳之间设有励磁线包，放电室内设有阴极灯丝，阴极灯丝置于灯丝罩内，灯丝罩安装在灯丝架上，灯丝架和灯丝接线柱通过陶瓷管固定在中间电极法兰上，中间电极法兰安装在中间电极的一端，中间电极的冷却槽连通中间电极冷却管道入口，中间电极法兰上设有进气管道连通放电室，放电室另一端为锥形出口，锥形出口连接阳极嵌块，阳极嵌块连接扩张杯，阳极法兰上设有阳极法兰冷却管道入口和阳极法兰冷却管道出口，阳极法兰底部设有阳极引出法兰。

进一步，中间电极法兰和中间电极的接触角设有真空封装O型密封圈。

进一步，放电室锥形出口上下端的半径分别为46mm和6mm；所述阳极嵌块采用金属钼材料，阳极嵌块的引出孔直径1mm；所述扩张杯直径为19mm，长度为16mm。

进一步，励磁线包安装在铜线包骨架法兰上，所述阳极外壳安装在阳极法兰上，中间电极、励磁线包、阳极嵌块、扩张杯和铜线包骨架法兰与阳极法兰之间均设有绝缘法兰。

进一步，灯丝架、灯丝罩均由金属钼加工而成，所述阴极灯丝与灯丝罩之间的绝缘均为陶瓷柱，所述阳极外壳、阳极法兰、中间电极由纯铁加工而成，所述铜线包骨架法兰由磁性不锈钢或铜加工而成。

本实用新型的有益效果是提供更高的引出束流强度。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的双等离子体离子源的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的双等离子体离子源内磁力线分布图；

图3是本实用新型实施例提供的双等离子体离子源的中心轴线处的磁场强度分布图；

图4是本实用新型实施例提供的双等离子体离子源的中心轴线处的电场强度分布图；

图5是本实用新型实施例提供的双等离子体离子源的束流引出径迹图。