[实用新型]一种潘宁离子源

说明书

本实用新型属于离子源装置技术领域，公开一种潘宁离子源，包括等离子腔体，所述等离子腔体包括同轴设置且依次连接的第一壳体、第二壳体、第三壳体；所述第一壳体的顶端设置有阴极元件，所述第二壳体内设置有阳极元件，所述第二壳体外设置有磁场机构，所述第三壳体内设置有对阴极元件；所述潘宁离子源还包括冷却腔体，所述冷却腔体设置在所述第一壳体顶部，所述冷却腔体内的冷却液与所述第一壳体的顶端接触并将所述阴极元件覆盖在内。本实用新型的一种潘宁离子源，设置有冷却腔体，注入液体后可以使等离子腔体的密封度增加，在冷却等离子腔体的同时达到密封效果。

技术领域

本实用新型涉及离子源装置技术领域，尤其涉及一种潘宁离子源。

背景技术

潘宁离子源是一种常用的离子源，通常由第一阴极、第二阴极(或者叫对阴极，与阴极相对)、阳极、等离子腔体、磁场等构成，两个阴极在圆柱形阳极间相对。潘宁离子源可以根据阴极的冷热不同分为热阴极潘宁源和冷阴极潘宁源。常用的冷阴极有铁、钛、锡等，常用的热阴极有钨灯丝、电子轰击间热阴极、弧光放电加热自热阴极等。

放电原理是，在阴阳极间电场的作用下，阴极发射出的电子在阴极和对阴极之间做往返运动，同时又受到轴向磁场的约束又沿轴线做螺旋运动，由此大大增加了自由电子的自由程，从而增加与气体分子发生电离碰撞的概率。自由电子由阴极发出，射向阳极的过程中被加速，然后从阳极射向对阴极的过程中，电子被反射，反加速。由于添加了轴向磁场，由洛伦磁力提供向心力，电子被约束在放电室轴线附近做螺旋运动，在等离子腔体内的发生反应，由此腔体产生所需质子。

在BNCT加速器的设计过程中，最开始就是从离子源开始设计，由离子源产生所需质子，再由质子束由加速部分加速，然后打靶产生快中子，然后由快中子经过慢化体产生我们所需的慢中子。

但是，现有的潘宁离子源具有以下缺陷：潘宁离子源的壳体安装阴极元件处的封闭系统不好，影响腔体内部的等离子体反应及气压、气体纯度。

基于上述情况，我们有必要设计一种能够解决上述问题的潘宁离子源。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能解决等离子腔体密封性差的问题的潘宁离子源。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种潘宁离子源，包括等离子腔体，所述等离子腔体包括同轴设置且依次连接的第一壳体、第二壳体、第三壳体；

所述第一壳体的顶端设置有阴极元件，所述第二壳体内设置有阳极元件，所述第二壳体外设置有磁场机构，所述第三壳体内设置有对阴极元件；

所述潘宁离子源还包括冷却腔体，所述冷却腔体设置在所述第一壳体顶部，所述冷却腔体内的冷却液与所述第一壳体的顶端接触并将所述阴极元件覆盖在内。

进一步的，所述第一壳体顶端开设有阴极安装部，所述阴极元件安装在所述阴极安装部内；

所述冷却腔体包括第一密封端盖，所述第一密封端盖密封在所述阴极安装部上，所述第一密封端盖上设置有凸起的导流管，所述冷却腔体内的冷却液从所述导流管进入后覆盖所述阴极元件。

进一步的，所述冷却腔体还包括第二密封端盖，所述第二密封端盖盖合在所述第一密封端盖上，所述第二密封端盖与所述第一密封端盖之间形成有与所述导流管连通的间隙。

进一步的，所述磁场机构与所述第二壳体之间设置有驱动机构，所述驱动机构驱动所述磁场机构沿所述第二壳体轴向运动。

进一步的，所述驱动机构包括支撑绝缘部件、菱形伸缩支架，所述磁场机构固定安装在所述支撑绝缘部件上，所述支撑绝缘部件与所述第二壳体滑动连接，所述菱形伸缩支架的两端分别与所述支撑绝缘部件、所述第二壳体抵连。

进一步的，所述阳极元件与所述第二壳体之间设置有绝缘件。