[发明专利]一种用于材料辐照的快速换样系统及使用方法

说明书

本发明涉及一种用于材料辐照的快速换样系统，该系统包括系统架台、三级差分抽快速换样机构、插排盒驱动机构、真空腔室、送样机构和可编程逻辑控制器PLC控制箱。系统架台的下部固定有三级差分抽快速换样机构，中部设有插排盒驱动机构，上部设有真空腔室；真空腔室的前端与兰州重离子加速器TR5后束运管道相连，后端与单粒子效应辐照靶室相匹配；真空腔室的上部分别设有闪烁探测器驱动机构、高低温四维辐照样品台、传递轴上升腔，侧面安装二次电子探测器驱动机构及真空规管和腔室内部操作门；送样机构分别与三级差分抽快速换样机构、插排盒驱动机构相连。本发明实现了在保持辐照腔室真空条件下将辐照样品从大气到真空环境的快速传入和取出。

技术领域

本发明涉及加速器辐照实验中样品的换样技术领域，尤其是涉及一种用于材料辐照的快速换样系统。

背景技术

兰州重离子加速器是核科学相关研究领域的重要装置，不仅应用于核物理、原子物理等基础科学的研究，也广泛应用于生命科学、材料科学领域，但受每年供束时间的限制，能够用于各个研究方向的束流时间非常有限，因此，迫切需要利用有限束流时间完成更多研究任务。

加速器在材料科学应用时，需要对不同材料（金属、半导体、聚合物等）进行辐照，研究离子与不同材料的相互作用过程及辐照损伤特性，为了避免辐照过程中大气环境对辐照效应产生的干扰，材料辐照通常在真空环境下进行。真空辐照的换样过程，需要经历真空抽放及样品定位过程，通常一个50升左右的真空腔，到10^-5Pa高真空抽放过程大约需要2小时，这就导致宝贵的加速器束流时间在换样过程中被浪费，尤其对用于核径迹应用研究的薄膜材料的辐照，真正的辐照时间仅需要几秒到几分钟时间，而一次实验需要辐照的样品数量多达几百上千个，因此，如果不解决样品从大气到真空中的快速更换问题，这类工作将无法完成。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种实现连续运行、提高实验效率的用于材料辐照的快速换样系统。

为解决上述问题，本发明所述的一种用于材料辐照的快速换样系统，其特征在于：该系统包括系统架台、三级差分抽快速换样机构、与插排盒推动电机相连的插排盒驱动机构、真空腔室、送样机构和可编程逻辑控制器PLC控制箱；所述系统架台的下部通过固定架固定有所述三级差分抽快速换样机构，中部设有所述插排盒驱动机构，上部设有所述真空腔室；所述真空腔室的前端通过束流阀门与兰州重离子加速器TR5后束运管道相连，后端依次通过隔离阀门、波纹管与单粒子效应辐照靶室相匹配；所述真空腔室的上部分别设有闪烁探测器驱动机构、高低温四维辐照样品台、传递轴上升腔，侧面一边安装二次电子探测器驱动机构及真空规管，另一侧设置有腔室内部操作门；所述送样机构分别与所述三级差分抽快速换样机构、所述插排盒驱动机构相连；所述三级差分抽快速换样机构、所述插排盒推动电机、所述插排盒驱动机构、所述闪烁探测器驱动机构、所述二次电子探测器驱动机构、所述送样机构分别与所述可编程逻辑控制器PLC控制箱相连。

所述真空腔室上分别设有观察窗和外接真空泵的分子泵阀门。