[发明专利]离子源和中子发生器

权利要求书

1.一种离子源，其包括：

腔室，所述腔室被配置成含有气体；

灯丝，所述灯丝设置在所述腔室中；以及

电压源，所述电压源被配置成相对于所述腔室向所述灯丝施加第一正电压；

其中：

所述第一正电压被配置成将所述灯丝加热至发生热离子发射并且生成多个热离子的温度；并且

所述多个热离子被配置成使所述气体电离以生成正离子。

2.根据权利要求1所述的离子源，其中所述离子源包括由所述灯丝围绕的加速栅极；

其中所述电压源被配置成相对于所述腔室向所述加速栅极施加第二正电压，所述第二正电压大于所述第一正电压。

3.根据权利要求1所述的离子源，其进一步包括灯丝引导件，其中所述灯丝被配置成穿过所述灯丝引导件或围绕所述灯丝引导件缠绕以维持灯丝间距。

4.根据权利要求2所述的离子源，其中所述灯丝或所述加速栅极中的至少一个包括钨或钨合金，并且所述灯丝引导件包括非导电耐火材料。

5.根据权利要求4所述的离子源，其中所述非导电耐火材料包括陶瓷。

6.根据权利要求2到5中任一项所述的离子源，其包括围绕所述灯丝和加速栅极的抑制栅极，其中所述电压源被配置成向所述抑制栅极施加第三负电压。

7.根据权利要求6所述的离子源，其中所述加速栅极和所述抑制栅极各自包括多个孔，所述多个孔被配置成允许所述正离子穿过；并且

由于所述加速栅极和所述抑制栅极之间的电势差，穿过所述加速栅极的正离子被配置成朝着所述抑制栅极加速。

8.根据权利要求1到7中任一项所述的离子源，其中所述腔室被配置成维持小于1毫托的压力。

9.根据权利要求1到7中任一项所述的离子源，其中所述腔室被配置成维持小于0.1毫托的压力。

10.一种核反应发生器，其包括：

腔室，所述腔室被配置成含有气体并且包括靶材；

灯丝，所述灯丝设置在所述腔室内；

以及

电压源，所述电压源被配置成相对于所述腔室向所述灯丝施加第一正电压，

其中：

所述第一正电压被配置成将所述灯丝加热至发生热离子发射并且生成多个热离子的温度；并且

所述多个热离子被配置成使所述气体电离以在所述腔室中生成正离子。

11.根据权利要求10所述的核反应发生器，其中所述靶材被配置成使得当所述正离子与所述靶材相互作用时发生核反应。

12.根据权利要求10或11所述的核反应发生器，其中所述靶材是以下中的至少一种：定位在所述腔室的壁的内表面上、定位在所述腔室的壁的外表面上或集成到所述腔室的壁中。

13.根据权利要求10到13中任一项所述的核反应发生器，其包括围绕所述灯丝的加速栅极，其中：

所述电压源被配置成相对于所述腔室向所述加速栅极施加第二正电压；并且

所述第二正电压大于所述第一正电压。

14.根据权利要求13所述的核反应发生器，其包括与所述灯丝和加速栅极同心并围绕所述灯丝和加速栅极的抑制栅极，其中所述电压源被配置成相对于所述腔室向所述抑制栅极施加第三负电压。

15.根据权利要求14所述的核反应发生器，其中：

所述加速栅极和所述抑制栅极各自包括多个孔，所述多个孔被配置成允许正离子穿过；并且

由于所述加速栅极和所述抑制栅极之间的电势差，从电离区域穿过所述加速栅极的所述正离子被配置成朝着所述抑制栅极加速。