[发明专利]痕量气体同位素富集系统和方法

权利要求书

1.一种痕量气体同位素富集系统，包括：离子源装置和离子分离装置，其中所述离子源装置用于产生离子束流，所述同位素收集装置用于收集目标离子，

其特征在于：

所述痕量气体同位素富集系统还包括：同位素收集装置和气体循环及纯化装置，所述离子分离装置用于产生磁场以使离子束流中不同离子按荷质比差异进行分离，

所述气体循环及纯化装置用于将通过所述同位素收集装置未被收集的气体输送至所述离子源装置的气体工作通道中，所述痕量气体为Ar气体，

所述气体循环及纯化装置包括多个分子泵、多个NEG泵和循环管道，其中所述分子泵用于系统抽取真空及气体循环，所述NEG泵用于去除活性气体，对气体进行提纯，

在所述气体循环及纯化装置中，第一分子泵和第一NEG泵均与所述离子源装置中的束流诊断室相连接，第二NEG泵位于所述离子分离装置中二极铁后的真空管道上，第二分子泵位于所述同位素收集装置后端的上部，所述第一分子泵和所述第二分子泵通过循环管道与后端的第三NEG泵及第三分子泵相连接，所述第三分子泵通过循环管道与所述离子源装置的气体工作通道相连，

所述离子源装置包括离子源，并且

所述离子源为强流ECR离子源。

2.如权利要求1所述的痕量气体同位素富集系统，其特征在于，所述离子源装置还包括法拉第筒及束流诊断室。

3.如权利要求1所述的痕量气体同位素富集系统，其特征在于，所述离子分离装置包括通过真空管道依次连接的第一四极磁铁、双向校正铁、二极铁和第二四极磁铁。

4.如权利要求1所述的痕量气体同位素富集系统，其特征在于，所述痕量气体同位素富集系统包括热烘烤装置，所述热烘烤装置包括设置在真空靶室和真空管道外表面的加热片以及放置在收集靶内的加热棒。

5.如权利要求1所述的痕量气体同位素富集系统，其特征在于，所述同位素收集装置与所述离子分离装置之间安装有超高真空插板阀。

6.如权利要求2所述的痕量气体同位素富集系统，其特征在于，所述离子源用于产生mA级的离子束流。

7.一种痕量气体同位素富集方法，包括：

将痕量气体电离产生mA级的离子束流；以及

将离子束流进行分离并收集目标同位素，

其特征在于：

所述痕量气体同位素富集方法还包括：

在将痕量气体电离产生mA级的离子束流之前，将痕量气体同位素富集系统抽真空，然后对痕量气体同位素富集系统进行热烘烤；以及

在将离子束流进行分离并收集目标同位素之后将未被收集的气体纯化并循环至离子源进行连续多次富集，

所述痕量气体为Ar气体，并且所述痕量气体同位素富集系统是权利要求1所述的痕量气体同位素富集系统。

8.如权利要求7所述的痕量气体同位素富集方法，其特征在于，所述离子束流的强度为1-100mA。